一种薄壁高温合金浮动壁瓦片的精密铸造方法.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CN105583366A(43)申请公布日2016.05.18(21)申请号201610024370.8(22)申请日2016.01.14(71)申请人西安交通大学城市学院地址710018陕西省西安市尚稷路8715号申请人西北工业大学(72)发明人史艳莉黄太文介子奇(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人弋才富(51)Int.Cl.B22C9/04(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种薄壁高温合金浮动壁瓦片的精密铸造方法(57)摘要一种薄壁高温合金浮动壁瓦片的精密铸造方法，首先对模壳进行处理再加热保温，再将合金加热熔化成合金液后浇注进模壳中，最后模壳移出保温炉后充入氮气提高冷却速率，完成对K4169高温合金浮动壁瓦片的铸造，本发明通过将模壳的保温温度提到固相线以上10～40℃提高合金熔体的充型能力，保证铸件的成形，并减小浇注系统尺寸、提高铸件成品率；将合金液以高于液相线温度10～32℃的温度浇注到模壳中，减小熔体凝固前沿的温度梯度，实现等轴晶形成，并减轻铸件变形。铸件充型完毕后移出保温炉进行冷却，同时充入保护性气氛促进传热，提高冷却效率，实现晶粒组织的细化，改善铸件性能。CN105583366ACN105583366A权利要求书1/2页1.一种薄壁高温合金浮动壁瓦片的精密铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、模壳的制备：采用现有3D快速成形系统制备出浮动壁瓦片蜡型，添加浇注系统构成模组，并通过清洗、反复挂砂、脱蜡和烘焙，得到模壳；步骤2、模壳的加热和保温：将K4169高温合金置于定向凝固真空感应炉的感应线圈的坩埚内；将得到的模壳置于定向凝固真空感应炉的模壳加热炉内；将定向凝固真空感应炉加热体的上加热区和下加热区均加热到1290～1310℃并保温40～100min，对模壳加热并使模壳温度均匀；步骤3、合金熔炼与浇注：采用真空感应熔炼方法对所述K4169高温合金进行加热；逐步增大功率，使该K4169高温合金熔化；待K4169高温合金熔液的温度达到1550℃时保温2～5min；保温结束后，调节所述感应线圈的功率，待K4169高温合金熔液的温度降至1350～1380℃时，将合金液浇注进模壳中；步骤4、浇注后模壳的抽拉：浇注完成后，保温10～20s，以24～60mm/min的抽拉速度将浇注有K4169高温合金熔液的模壳抽拉出定向凝固真空感应炉的模壳加热炉；步骤5、模壳移出保温炉后充入0.05MPa保护性气体—氮气提高冷却速率，完成对K4169高温合金浮动壁瓦片的铸造。2.根据权利要求1所述的一种薄壁高温合金浮动壁瓦片的精密铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、模壳的制备：采用现有3D快速成形系统制备出浮动壁瓦片蜡型，添加浇注系统构成模组，并通过清洗、反复挂砂、脱蜡和烘焙，得到模壳；步骤2、模壳的加热和保温：将K4169高温合金置于定向凝固真空感应炉的感应线圈的坩埚内；将得到的模壳置于定向凝固真空感应炉的模壳加热炉内；将定向凝固真空感应炉加热体的上加热区和下加热区均加热到1290℃并保温100min，对模壳加热并使模壳温度均匀；步骤3、合金熔炼与浇注：采用真空感应熔炼方法对所述K4169高温合金进行加热；逐步增大功率，使该K4169高温合金熔化；待K4169高温合金熔液的温度达到1550℃时保温5min；保温结束后，调节所述感应线圈的功率，待K4169高温合金熔液的温度降至1380℃时，将合金液浇注进模壳中；步骤4、浇注后模壳的抽拉：浇注完成后，保温10s，以24mm/min的抽拉速度将浇注有K4169高温合金熔液的模壳抽拉出定向凝固真空感应炉的模壳加热炉；步骤5、模壳移出保温炉后充入0.05MPa保护性气体—氮气提高冷却速率，完成对K4169高温合金浮动壁瓦片的铸造。3.根据权利要求1所述的一种薄壁高温合金浮动壁瓦片的精密铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、模壳的制备：模壳的制备技术为现有技术，采用现有3D快速成形系统制备出浮动壁瓦片蜡型，添加浇注系统构成模组，并通过清洗、反复挂砂、脱蜡和烘焙，得到模壳；步骤2、模壳的加热和保温：将K4169高温合金置于定向凝固真空感应炉的感应线圈的坩埚内；将得到的模壳置于定向凝固真空感应炉的模壳加热炉内；将定向凝固真空感应炉加热体的上加热区和下加热区均加热到1300℃并保温80min，对模壳加热并使模壳温度均匀；2CN105583366A权利要求书2/2页步骤3、合金熔炼与浇注：采用真空感应熔炼方法对所述K4169高温合金进行加热；逐步增大功率，使该K4169高温合金熔化；待K4169高温合金熔液的温度达到1550℃时保温3min；保温结束后，调节所述感应