一種解決高溫合金擴張調節(jié)片底板穿透疏松缺陷的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種解決高溫合金擴張調節(jié)片底板穿透疏松缺陷的方法，屬于高溫合金大型薄壁件精密鑄造領域。按照以下步驟進行：(1)型殼制造工藝：型殼共為九層，型殼制造采用粘結劑交替，并在熱節(jié)處加入鐵丸的方法,(2)裝箱預熱方法及澆注工藝：在模殼主澆道包裹一層保溫氈，整個纏繞兩層保溫氈，對應兩個后安裝座處的保溫氈挖去一層，型殼預熱；澆注。本發(fā)明型殼制造采用交替法并在熱節(jié)處加入鐵丸的方法，制造潰散性好的型殼，滿足高溫合金液澆注的需求，調整鑄件的裝箱預熱方案、調配澆注工藝參數(shù)，保證鑄件的成型及有效的解決底面穿透性疏松冶金質量。
【專利說明】一種解決高溫合金擴張調節(jié)片底板穿透疏松缺陷的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于高溫合金大型薄壁件精密鑄造領域，具體涉及一種解決高溫合金擴張 調節(jié)片底板穿透疏松缺陷的方法。

【背景技術】
[0002] 收擴噴口由多個形狀各異的薄壁件組合而成，隨著設計技術的不斷成熟，對精密 鑄件質量要求越來越高，使用壽命要求越來越長，結構也越來越復雜，出現(xiàn)了由傳統(tǒng)的結構 簡單的薄壁件精密鑄造向結構復雜的薄壁件鑄造的發(fā)展趨勢。零件尺寸一般在500mm左 右，壁厚較薄，結構復雜，合金材料為高溫合金。零件采用高溫合金熔模鑄造的工藝方法制 造，研制時一直存在底面穿透疏松冶金缺陷，不能滿足設計要求?，F(xiàn)有的型殼制造方法采 用硅溶膠或硅酸已酯為粘結劑，剛玉砂、剛玉粉為耐火粉料制成的型殼，由于模組各處型殼 材料相同，因此各處模殼的熱容量相同，澆注后冷卻過程散熱條件一致，不能具有鑄件熱節(jié) 處快速散熱的條件，通過優(yōu)化型殼制造工藝，改進原來的裝箱方法，解決了鑄件底板中間加 強肋及兩對安裝座熱節(jié)處底板穿透疏松的冶金缺陷，生產出滿足設計要求的擴張調節(jié)片底 板。同時促進了企業(yè)精密鑄造技術的發(fā)展提升。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明提供一種解決高溫合金擴張調節(jié)片底板穿透疏松缺陷的方法；通過優(yōu)化型 殼制造工藝方案及裝箱方式，相輔相成的工藝方案，生產出符合設計要求的擴張調節(jié)片底 板精鑄件。
[0004] 本發(fā)明一種解決高溫合金擴張調節(jié)片底板穿透疏松缺陷的方法，按照以下步驟進 行：
[0005] (1)型殼制造工藝
[0006] 型殼共為九層，型殼制造采用粘結劑交替，并在熱節(jié)處加入鐵丸的方法，在制殼 過程中每層的粘結劑為硅溶膠和硅酸乙酯交替使用，粉料為剛玉粉或鋁礬土粉，涂掛剛玉 砂之后風干；
[0007] (2)裝箱預熱方法及澆注工藝
[0008] 在模殼主澆道包裹一層保溫氈，整個纏繞兩層保溫氈，對應兩個后安裝座處的保 溫氈挖去一層，如圖2所示，降低該處的保溫效果，改善散熱條件，防止產生疏松；型殼預熱 溫度為1050°C?1KKTC，保溫時間不小于2h;
[0009] 澆注時，首先將爐料裝入坩堝中，開始抽氣，真空度達到6. 67Pa時開始送電化料， 化清后精煉測溫，精煉溫度1570°C?1590°C，精煉2?3分鐘；精煉后裝入預熱好的型殼， 澆注溫度為1475°C±10°C，澆注速度為5s?7s;制備出擴張調節(jié)片底板精鑄件。
[0010] 鑄件真空熔注工藝曲線如圖1所示。
[0011] 所述型殼制造工藝過程：
[0012] 第一層采用黏度為30s?35s的硅溶膠為粘結劑，在粉料電熔白剛玉粉中加入鋁 酸鈷表面孕育劑，涂掛80#?100#剛玉砂之后自干3h?15h;鋁酸鈷和電熔白剛玉粉質量 配比3:7 ;
[0013] 第二層采用黏度為13s?20s的硅酸已酯水解液為粘結劑，粉料為剛玉粉或鋁礬 土粉，涂掛80#?100#剛玉砂之后風干0. 5h?lh;
[0014] 第三層采用黏度為15s?20s的硅溶膠為粘結劑，粉料為電熔白剛玉粉或鋁礬土 粉，涂掛46#?60#剛玉砂之后風干時間大于2h;
[0015] 第四層采用黏度為15s?20s的硅酸已酯水解液為粘結劑，粉料為剛玉粉或鋁礬 土粉，涂掛46#?60#剛玉砂之后風干0. 5h?lh;
[0016] 第五層采用黏度為15s?20s的硅溶膠為粘結劑，粉料為電熔白剛玉粉或鋁礬土 粉，涂掛46#?60#剛玉砂之后風干時間大于2h;
[0017] 第五層后進行強化，采用硅酸已酯強化劑，強化時間10s?15s自干0. 5h?lh;
[0018]第六層采用黏度為15s?20s的硅溶膠為粘結劑，粉料為電熔白剛玉粉或鋁礬土 粉，涂掛16#?25#剛玉砂之后風干時間大于3h;在鑄件散熱不佳處，涂覆鐵丸；如圖3所 示；
[0019] 第七層到第九層采用黏度為15s?20s的硅溶膠為粘結劑，粉料為電熔白剛玉粉 或鋁礬土粉，涂掛16#?25#剛玉砂之后風干時間大于3h;
[0020] 九層之后單獨對主澆注系統(tǒng)進行強化，采用硅酸已酯強化劑，強化時間10s?15s 自干lh?2h。最后涂掛硅酸已酯水解液或硅溶膠漿料。
[0021] 所述型殼制造過程中每層中粘結劑、粉料及剛玉砂質量比為（0.4?0.6) : (0.6? 0. 8) : (0. 7 ?0. 9)。
[0022] 在制殼工藝中，目前在國內熔模鑄造中粘結劑應用比較廣泛的是硅溶膠和硅酸乙 酯，硅溶膠是一種用微量穩(wěn)定的硅溶膠體溶液，硅溶膠不含有能降低型殼性能的不完全水 解產物，使用方便，選用硅溶膠做粘結劑，涂料穩(wěn)定性好，實踐證明保證了型殼質量。硅酸 乙酯則不同，使用前必須經過水解處理水解液中SiO2含量與型殼強度密切相關。
[0023] 耐火材料選用了不同粒度的電熔剛玉砂（粉）和不同粒度的煤干石制殼，這種型 殼的表面在高溫下具有較好的強度和抗變形能力，從而保證了鑄件的尺寸精度。
[0024] 具體制殼工藝參數(shù)如表1所示
[0025] 表1制殼工藝參數(shù)
[0026]

【權利要求】
1. 一種解決高溫合金擴張調節(jié)片底板穿透疏松缺陷的方法，其特征在于按照以下步驟 進行： (1) 型殼制造工藝 型殼共為九層，型殼制造采用粘結劑交替，并在熱節(jié)處加入鐵丸的方法，在制殼過程 中每層的粘結劑為硅溶膠和硅酸乙酯交替使用，粉料為剛玉粉或鋁礬土粉，涂掛剛玉砂之 后風干； (2) 裝箱預熱方法及澆注工藝 在模殼主澆道包裹一層保溫氈，整個纏繞兩層保溫氈，對應兩個后安裝座處的保溫氈 挖去一層，降低該處的保溫效果，改善散熱條件，防止產生疏松；型殼預熱溫度為1050°C? 1KKTC，保溫時間不小于2h ; 澆注時，首先將爐料裝入坩堝中，開始抽氣，真空度達到6. 67Pa時開始送電化料，化清 后精煉測溫，精煉溫度1570°C?1590°C，精煉2?3分鐘；精煉后裝入預熱好的型殼，澆注 溫度為1475°C ±10°C，澆注速度為5s?7s ;制備出擴張調節(jié)片底板精鑄件。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種解決高溫合金擴張調節(jié)片底板穿透疏松缺陷的方法，其 特征在于所述型殼制造工藝具體過程為： 第一層采用黏度為30s?35s的硅溶膠為粘結劑，在粉料電熔白剛玉粉中加入鋁酸鈷 表面孕育劑，涂掛80#?100#剛玉砂之后自干3h?15h ;鋁酸鈷和電熔白剛玉粉質量配比 3:7 ； 第二層采用黏度為13s?20s的硅酸已酯水解液為粘結劑，粉料為剛玉粉或鋁礬土粉， 涂掛80#?100#剛玉砂之后風干0. 5h?lh ; 第三層采用黏度為15s?20s的硅溶膠為粘結劑，粉料為電熔白剛玉粉或鋁礬土粉，涂 掛46#?60#剛玉砂之后風干時間大于2h ; 第四層采用黏度為15s?20s的硅酸已酯水解液為粘結劑，粉料為剛玉粉或鋁礬土粉， 涂掛46#?60#剛玉砂之后風干0. 5h?lh ; 第五層采用黏度為15s?20s的硅溶膠為粘結劑，粉料為電熔白剛玉粉或鋁礬土粉，涂 掛46#?60#剛玉砂之后風干時間大于2h ; 第五層后進行強化，采用硅酸已酯強化劑，強化時間l〇s?15s自干0. 5h?lh ; 第六層采用黏度為15s?20s的硅溶膠為粘結劑，粉料為電熔白剛玉粉或鋁礬土粉，涂 掛16#?25#剛玉砂之后風干時間大于3h ;在鑄件散熱不佳處，涂覆鐵丸； 第七層到第九層采用黏度為15s?20s的硅溶膠為粘結劑，粉料為電熔白剛玉粉或鋁 礬土粉，涂掛16#?25#剛玉砂之后風干時間大于3h ; 九層之后單獨對主澆注系統(tǒng)進行強化，采用硅酸已酯強化劑，強化時間l〇s?15s自干 lh?2h。最后涂掛硅酸已酯水解液或硅溶膠漿料。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種解決高溫合金擴張調節(jié)片底板穿透疏松缺陷的方法， 其特征在于所述型殼制造過程中每層中粘結劑、粉料及剛玉砂質量比為0. 4?0. 6 :0. 6? 0. 8 :0. 7 ?0. 9。
4. 根據(jù)權利要求2所述的一種解決高溫合金擴張調節(jié)片底板穿透疏松缺陷的方法，其 特征在于第六層中所述硅溶膠、粉料、鐵丸質量比為1?2 :1?3 :1。
【文檔編號】B22C9/22GK104439097SQ201410628004
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權日:2014年11月10日
【發(fā)明者】潘波濤, 屠曉林, 馮文剛, 張松勝, 陳震 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司