[發(fā)明專利]鈦鋁系金屬間化合物鑄件的型殼、型芯的去除裝置及方法

在審

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• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114378282A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設計）人: 羅倩;左家斌;胡海濤;黃宏;李建崇
• 申請（專利權）人: 北京航空材料研究院股份有限公司
• 主分類號: B22D29/00
• 分類號: B22D29/00;B22D29/04;C22C14/00
• 代理公司: 北京辰權知識產(chǎn)權代理有限公司 11619
• 代理人: 史晶晶

本發(fā)明涉及一種鈦鋁系金屬間化合物鑄件型殼、型芯的去除裝置及方法。去除方法包括：在型殼、型芯中澆注，鑄造成鑄件；然后將其置于堿液中，利用水浴加熱堿液直至型殼、型芯脫落；堿液為濃度為50％～75％的氫氧化鈉溶液。裝置包括：由內至外依次嵌套的第一桶、第二桶、第三桶，加熱器；第一桶、第二桶和第三桶均為底部封閉、頂部開口的桶；第二桶的外壁和第三桶的內壁之間留有用于容納液體的空腔，空腔內設有加熱棒；第三桶的外壁包裹有保溫層；第一桶的底壁和側壁都分布有多個通孔。本發(fā)明利用堿液化學腐蝕去除型殼、型芯，同時配合水浴加熱的方式，能夠有效清除型殼、型芯，還能保證鑄件的完整性，避免裂紋和斷裂等質量缺陷問題。

技術領域

本發(fā)明涉及冶金技術領域，特別涉及一種鈦鋁系金屬間化合物鑄件型殼、型芯的去除裝置及方法。

背景技術

鈦鋁系金屬間化合物密度低，具有高的比強度和比彈性模量，在高溫時仍能保持足夠高的強度和剛度，同時它還具有良好的抗蠕變及抗氧化能力，這些優(yōu)點使其成為航空、航天以及汽車的輕質耐熱結構件的最具競爭力的材料。此外，采用熔模精密鑄造工藝制備鈦鋁系金屬間化合物構件具有其他方法無法比擬的優(yōu)點，常用于航空、航天、汽車工業(yè)耐熱構件，特別是形狀復雜薄壁的構件成形，可得到無余量或近無余量的精密復雜構件，大幅度減少金屬損耗，提高材料利用率，減少大量機加工，大幅度降低生產(chǎn)成本。然而熔模精密鑄造鈦鋁系金屬間化合物鑄件的型殼、型芯清除存在困難，采用傳統(tǒng)的風鎬和高壓水清殼，常常使得此類鑄件在澆冒口部位開裂甚至斷裂，影響鈦鋁系金屬間化合物鑄件的應用及推廣。

為此，提出本發(fā)明。

發(fā)明內容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種鈦鋁系金屬間化合物鑄件型殼、型芯的去除裝置及方法，該方法及裝置利用堿液化學腐蝕去除型殼、型芯，同時配合水浴加熱的方式，能夠有效清除型殼、型芯，還能保證鑄件的完整性，避免裂紋和斷裂等質量缺陷問題。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：

一種鈦鋁系金屬間化合物鑄件型殼、型芯的去除方法，包括：

在型殼、型芯中澆注，鑄造成鑄件；然后將其置于堿液中，利用水浴加熱所述堿液直至所述型殼、型芯脫落；

其中，所述堿液為濃度為50％～75％的氫氧化鈉溶液，所述型殼、型芯為陶瓷材料。

該方法首先將鑄型(包含型殼、型芯)和鑄件置于堿液中，然后采用水浴加熱而非直接對堿液加熱，這樣間接將熱傳導給堿液，在高溫下堿液與型殼、型芯發(fā)聲化學反應，型殼、型芯被腐蝕成碎片脫落，完成型殼、型芯的去除。

在該過程中，由于本發(fā)明選擇特定濃度的堿液，其對常見的型殼、型芯材料(通常為陶瓷)具有很高的腐蝕選擇性，對鑄件合金化合物不會造成化學損傷，有效避免了斷裂或裂紋等問題。

在以上基礎上，各步驟的工藝條件還可以進一步調整，以提高鑄件的性能，或者選擇更具針對性的金屬間化合物，具體如下。

優(yōu)選地，鈦鋁系金屬間化合物為：TiAl4822合金、Ti3Al合金或Ti2AlNb合金，余量為鈦。這種類型的合金再配合本發(fā)明優(yōu)選的加熱溫度、堿液濃度和加熱時長，可以進一步提高產(chǎn)品質量，使腐蝕更具針對性。

其中，TiAl4822合金元素含量為：Al 45.5-46.5at％，V 1.5-2.2at％，Cr 1.0-1.6at％。

Ti3Al合金元素含量為：Al 11-12at％，Nb 26-29at％，Mo 1.5-2.2at％，余量為鈦。

Ti2AlNb合金元素含量為：Al 9.9-11.9at％，Nb 41.6-44.6at％，余量為鈦。

優(yōu)選地，所述加熱的溫度在100℃以下。

優(yōu)選地，所述水浴加熱的時間為8～24h。