高温合金复杂薄壁铸件精密铸造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102699311102699311B(45)授权公告日2014.08.06(21)申请号201210219184.1(22)申请日2012.06.28(73)专利权人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人董安平张佼王俊余志文疏达王国祥孙宝德(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中(51)Int.Cl.B22D18/04(2006.01)B22C9/04(2006.01)审查员郑明权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称高温合金复杂薄壁铸件精密铸造方法(57)摘要本发明公开一种高温合金复杂薄壁铸件精密铸造方法，利用中频感应加热电源熔化合金，中隔板隔开上下两个罐体，在安装铸型和升液管时，利用电葫芦提升上罐；安装完毕，利用气路控制管路、真空系统和气体罐实现调压炉内的真空度和压力调节。本发明实现平稳高效充型，实现铸件顺序凝固，可有效提升材料利用效率，实现近终净形铸造提供空间；可生产出用其他成型方法难以浇注的复杂、薄壁、整体金属铸件，解决复杂薄壁铸件浇注中的充填问题，特别是对壁厚小于3mm的薄壁铸件的充填能力有很大提升。高温合金调压熔模精密铸造可得到尺寸精度高的精密铸件，铸造精度可以达到CT4-CT6之间。CN102699311BCN102693BCN102699311B权利要求书1/1页1.一种高温合金复杂薄壁铸件精密铸造方法，其特征在于：利用中频感应加热电源熔化合金，调压炉中采用中隔板隔开上下两个罐体，上下罐体均为拱形结构；上罐体内安装铸型和升液管，升液管穿过中隔板进入下罐体的坩埚内；在安装铸型和升液管时，利用电葫芦提升上罐，安装完毕，利用与上下两个罐体连接的气路控制管路、真空系统和气体罐实现调压炉内的真空度和压力调节；所述方法具体步骤如下：（1）根据不同的模壳材料，将铸型和升液管在外置电阻炉中预热至400℃～900℃；（2）安装铸型和升液管：利用电葫芦打开调压炉上罐，同时将升液管穿过中隔板放好，然后在升液管的斜法兰面上涂好脱脂棉，将铸型放在升液管上固定好，在铸型和上罐体的内壳中间安装一砂网，向砂网内倒入砂子，放上压铁将铸型稳固后盖上上罐；（3）抽真空：将升液管插入下罐中的合金熔体中，立即将上下罐之间锁紧，同时对上下罐及坩埚抽真空；（4）充型：当真空度达到要求时，向下罐内充入氩气，防止合金氧化，并使熔融合金在压差的作用下沿着升液管压入铸型型腔；（5）保压及增压凝固：当充型完成后，在保持上下罐真空度不变的条件下，对上下罐压力进行调节，使压力从负压迅速转变为正压，并根据工艺需要，维持在设定的正压值；（6）卸压：当铸件凝固完成后，立即对坩埚及真空罩卸压，打开上盖，将铸型及砂子倒出，并分离；冷却后将铸件脱模；所述对上下罐压力进行调节，通过充氩气来实现；所述调压炉设有通气孔，该通气孔连接到调压炉外部的真空系统和调压气路控制系统，调压气路控制系统由计算机软件控制，实现调压过程中的压力变化。2.根据权利要求1所述的高温合金复杂薄壁铸件精密铸造方法，其特征在于：所述上罐体为拱顶结构，拱顶上焊有供吊运用的吊耳，并配有吊具，上罐体侧部壳体上开有一个抽气或充气孔。3.根据权利要求1所述的高温合金复杂薄壁铸件精密铸造方法，其特征在于：所述下罐体内安装中频感应线圈，中频感应线圈内放置熔化合金用的氧化铝坩埚，中频感应线圈经过下罐体与中频感应加热电源连接。2CN102699311B说明书1/4页高温合金复杂薄壁铸件精密铸造方法技术领域[0001]本发明涉及的是一种高温合金复杂薄壁铸件的精密铸造方法，特别是一种利用调压工艺进行高温合金薄壁铸件熔模精密铸造的新方法，属于铸造专业领域。背景技术[0002]随着精密铸造技术的不断发展，航天、航空、电力及核能领域使用的关键热端部件的结构也发生了巨大的变化，不仅朝着整体、薄壁空心方向发展，而且正逐步向结构承载与气体导流的结构功能一体化方向发展，这些都要求构件在具有更高承载能力的同时，必须具有更高的尺寸精度、更好的尺寸稳定性、更优异的疲劳性能和使用寿命。无疑，这些新需求对镍基高温合金熔模精密铸造体系提出了更高的要求。国外在上世纪前半叶就开始研究航空发动机用镍基高温合金的真空熔炼、精密铸造技术，并于上世纪七八十年代在合金设计与熔模铸造工艺技术方面获得了突破性进展，一系列的高性能镍基高温合金铸件产品迅速获得产业化应用。英国AE公司在新型航天飞行器上应用了一系列复杂薄壁精铸件，这些精铸件的外形尺寸一般在300～600mm，最小壁厚达到0.8～1.5mm，而且可以对晶粒尺寸进行控制，辅以热等静压技术，使铸件的疲劳寿命大幅度改善。美国Hitc