一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法.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CN108889903A(43)申请公布日2018.11.27(21)申请号201810608773.6(22)申请日2018.06.13(71)申请人中国航发北京航空材料研究院地址100095北京市海淀区北京市81号信箱科技发展部(72)发明人李建崇魏战雷黄东罗倩李岩南海(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人仉宇(51)Int.Cl.B22C9/04(2006.01)B22C9/12(2006.01)B22D13/00(2006.01)B22D27/04(2006.01)权利要求书2页说明书3页(54)发明名称一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法(57)摘要本发明涉及一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法，针对限制钛铝基合金工程应用的铸造裂纹问题，提出了多重热处理技术。通过综合浇注前型壳预热、浇注后保温和缓慢冷却等多种热处理工艺，可以明显提高金属液的流动充形能力、降低铸造残余应力，有效预防钛铝铸造裂纹的产生，从而获得成型完整、无裂纹的钛铝铸件，尺寸精度可以达到CT6级，表面粗糙度可以达到3.2μm，适用于钛铝基合金扩压器、低压涡轮叶片、涡轮增压器叶轮等铸件的研制，推动钛铝基合金的工程化应用。CN108889903ACN108889903A权利要求书1/2页1.一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法，包括如下步骤：步骤1、浇注前预热在熔炼浇注前将熔模型壳进行预热，预热温度为400～1000℃，保温时间为2～5h；步骤2、熔炼浇注预热后将熔模型壳置于钛铝基合金熔炼浇注设备，进行合金熔炼和浇注充形，所述熔炼浇注设备为真空自耗凝壳炉或水冷铜坩埚真空感应炉，浇注充形为静止浇注或离心浇注；步骤3、浇注后保温和冷却熔炼浇注后，对型壳和铸件一起进行保温，保温温度为500～900℃，保温时间2～4h，保温后型壳和铸件随炉冷却到400℃以下出炉，空冷至室温。2.如权利要求1所述的一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法，其特征在于：步骤1之前，在陶瓷型壳表面包裹10～30mm厚的耐热石棉。3.一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法，包括如下步骤：步骤1、浇注前预热将陶瓷型壳放进砂箱，型壳与砂箱之间用耐火砂料填实，对砂箱进行预热，预热温度为400～1000℃，保温时间为2～5h；步骤2、熔炼浇注预热后将陶瓷型壳和砂箱整体置于钛铝基合金熔炼浇注设备中，进行合金熔炼和浇注充形，所述熔炼浇注设备为真空自耗凝壳炉或水冷铜坩埚真空感应炉，浇注充形为静止浇注或离心浇注；步骤3、浇注后保温和冷却熔炼浇注后，对陶瓷型壳和铸件整体进行保温，保温温度为500～900℃，保温时间2～4h，保温后型壳和铸件随炉冷却到400℃以下出炉，空冷至室温。4.如权利要求3所述的一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法，其特征在于：步骤1之前，在陶瓷型壳表面包裹10～30mm厚的耐热石棉。5.如权利要求3所述的一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法，其特征在于：步骤2完成后，在步骤3之前，先将陶瓷型壳和铸件整体从砂箱中取出。6.一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法，包括如下步骤：步骤1、浇注前预热对陶瓷型壳进行预热，预热温度为400～1000℃，保温时间为2～5h；步骤2、熔炼浇注预热后将陶瓷型壳放进砂箱，再将陶瓷型壳和砂箱整体置于钛铝基合金熔炼浇注设备中，进行合金熔炼和浇注充形，所述熔炼浇注设备为真空自耗凝壳炉或水冷铜坩埚真空感应炉，浇注充形为静止浇注或离心浇注；步骤3、浇注后保温和冷却熔炼浇注后，对陶瓷型壳和铸件整体进行保温，保温温度为500～900℃，保温时间2～4h，保温后型壳和铸件随炉冷却到400℃以下出炉，空冷至室温。7.如权利要求6所述的一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法，其特征在于：步骤1之前，在陶瓷型壳表面包裹10～30mm厚的耐热石棉。2CN108889903A权利要求书2/2页8.如权利要求6所述的一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法，其特征在于：步骤2完成后，在步骤3之前，先将陶瓷型壳和铸件整体从砂箱中取出。9.如权利要求1-8之一所述的一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法，其特征在于：所述钛铝基合金为γ-TiAl合金、Ti3Al合金和Ti2AlNb合金。3CN108889903A说明书1/3页一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法技术领域[0001]本发明属于钛铝基合金铸造及热处理工艺技术领域，具体涉及一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法。背景技术[0002]随着航空、航天技术以及汽车工业的飞速发展，各种新型飞行器的飞行距离、飞行速度、灵活性能的提高，对轻质、高强、耐热材料及其精密成型技术提出了越来越高的要求。钛铝基合金(也称钛铝系金属间化合物)是一种新型轻质、高温结构材料，密度仅为镍基合金的50％左右，兼有金属和陶瓷的性能，不仅具有轻