熔模精铸高温合金铸件的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114346170A(43)申请公布日2022.04.15(21)申请号202111585070.4B22C9/10(2006.01)(22)申请日2021.12.20(71)申请人中国船舶重工集团公司第十二研究所地址713102陕西省咸阳市兴平市西城区金城路西段(72)发明人高磊马敏团巩红涛王剑张怀章杨小建(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人弓长(51)Int.Cl.B22C9/04(2006.01)B22C9/12(2006.01)B22C3/00(2006.01)B22C7/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称熔模精铸高温合金铸件的方法(57)摘要本发明公开了一种熔模精铸高温合金铸件的方法，包括将铝酸钴粉末与硅溶胶混合均匀，制得陶瓷型芯预处理剂，将预处理剂均匀喷涂在陶瓷型芯表面，晾干，将陶瓷型芯放入蜡模模具中，制备陶瓷型芯整体蜡模，在陶瓷型芯整体蜡模表面制备模壳，面层采用硅溶胶‑锆英砂粉，其他层采用硅溶胶‑上店砂粉，对制备的模壳进行脱蜡处理，装炉焙烧，形成陶瓷型壳，将高温合金置于真空熔炼炉中熔练成熔液，真空浇注在陶瓷型壳中，铸件在炉内冷却5‑7min，取出置于砂盘内直至完全冷却，即获得熔模精铸高温合金铸件。本发明通过在陶瓷型芯工作表面形成一层铝酸钴和硅溶胶涂层，解决了陶瓷型芯与高温合金熔体的界面反应问题，避免了金属瘤状凸起物的生成。CN114346170ACN114346170A权利要求书1/1页1.一种熔模精铸高温合金铸件的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将铝酸钴粉末与硅溶胶混合均匀，制得陶瓷型芯预处理剂；步骤2，将陶瓷型芯预处理剂均匀喷涂在陶瓷型芯表面，晾干；步骤3，将陶瓷型芯放入蜡模模具中，制备陶瓷型芯整体蜡模；步骤4，在陶瓷型芯整体蜡模表面制备模壳，面层采用硅溶胶‑锆英砂粉，其他层采用硅溶胶‑上店砂粉；步骤5，对制备的模壳进行脱蜡处理，然后装炉焙烧，形成陶瓷型壳；步骤6，将高温合金置于真空熔炼炉中熔练成熔液，然后真空浇注在陶瓷型壳中，浇注温度为1530‑1550℃，铸件在炉内冷却5‑7min，取出置于砂盘内直至完全冷却，即获得熔模精铸高温合金铸件。2.根据权利要求1所述的一种熔模精铸高温合金铸件的方法，其特征在于，所述步骤1包括将铝酸钴粉末与硅溶胶置于容器中，采用搅拌器进行搅拌，搅拌器转速为480‑600r/min，搅拌时间为1.5h‑3h，使混合均匀，即制得陶瓷型芯预处理剂。3.根据权利要求2所述的一种熔模精铸高温合金铸件的方法，其特征在于，所述步骤1中，铝酸钴粉末与硅溶胶的质量比为1:9。4.根据权利要求1所述的一种熔模精铸高温合金铸件的方法，其特征在于，所述步骤2中，将陶瓷型芯预处理剂均匀喷涂在陶瓷型芯表面，晾干，然后在进行喷涂，晾干。5.根据权利要求1所述的一种熔模精铸高温合金铸件的方法，其特征在于，所述步骤3中，采用中温蜡压蜡制备陶瓷型芯整体蜡模，蜡料温度50‑60℃，射蜡压力20‑40Kg/cm2，保压时间15‑35s，空冷≥4h。6.根据权利要求1所述的一种熔模精铸高温合金铸件的方法，其特征在于，所述步骤4中，共制备模壳六层半，面层采用硅溶胶‑锆英砂粉，后五层半采用硅溶胶‑上店砂粉。7.根据权利要求1所述的一种熔模精铸高温合金铸件的方法，其特征在于，所述步骤5中，脱蜡完毕后，将模壳停放≥10h，然后装炉焙烧，焙烧前将过滤网放到浇口杯内，将整个模壳用25mm‑35mm厚耐火棉包裹。2CN114346170A说明书1/5页熔模精铸高温合金铸件的方法技术领域[0001]本发明属于熔模铸造技术领域，涉及一种熔模精铸高温合金铸件的方法。背景技术[0002]近年来，铸造高温合金在航空发动机和燃气轮机领域得到了广泛的应用，主要应用于涡轮发动机的热端部件等。而且随着发动机性能提升的要求，高温合金部件结构复杂，对尺寸精度以及表面质量要求较高，多采用熔模精密铸造方法制备，对于复杂的内部气流空腔，难以通过模具抽芯方式制作，多采用陶瓷型芯代替，硅基陶瓷型芯耐受温度在1500℃左右。[0003]在K648高温合金部件的制造过程中，高温合金熔体容易与硅基陶瓷型芯发生界面反应，特别是薄壁件为了提高充型效果而需要适当提高浇注温度，以及厚大件本身浇注后高温熔体降温较慢，另外陶瓷型芯被高温合金熔体包裹更加不利于散热等等因素造成界面反应较为剧烈，反应生成的复合氧化物或金属间化合物等复合产物，表现为在金属合金表面形成金属瘤状凸起，后期通过吹砂等手段无法清除，造成内腔金属表面质量降低甚至破坏，以致产品报废的问题难以解决，这也是陶瓷型芯在熔模铸造应用中面临的很现实课题。[0004]对熔模精铸用陶瓷型芯预处理