本發(fā)明是一種硬模鑄造和熔模鑄造相結(jié)合的組合式鑄造方法，屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的鑄造技術(shù)中，金屬型、石墨等硬模鑄造是一種常用的鑄造方法，具有加工周期短、可重復(fù)利用、組織致密的優(yōu)點(diǎn)，但具有不適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)件、尺寸精度低和表面質(zhì)量差的缺點(diǎn)。熔模鑄造是廣泛應(yīng)用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)件制備的精密鑄造方法，具有尺寸精度高、表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，但是熔模型殼制備存在工序流程多、制備周期長(zhǎng)、不可重復(fù)利用的缺點(diǎn)，此外澆注系統(tǒng)和鑄件構(gòu)成的整體模組，增加了模組的尺寸、重量和復(fù)雜程度，從而對(duì)熔模型殼厚度、強(qiáng)度、工藝要求較高，增加了型殼制備難度和周期。隨著國(guó)內(nèi)航空、航天、汽車等行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)精密成型鑄件的需求越來(lái)越多、要求越來(lái)越高，而且更注重制備效率和成本。尤其是對(duì)鑄造高溫合金、鈦合金和鈦鋁合金的需求更加明顯，同時(shí)迫于國(guó)內(nèi)能源緊張、環(huán)境污染的雙重壓力，對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)提出了綠色節(jié)能、環(huán)保低碳、重復(fù)利用等新的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足提供一種硬模鑄造和熔模鑄造相結(jié)合的組合式鑄造方法，其中鑄件模具采用熔模模殼制備，澆鑄系統(tǒng)用硬模模具制備，其目的是減少傳統(tǒng)熔模鑄造中澆注系統(tǒng)和模組復(fù)雜帶來(lái)的制殼難度大、周期長(zhǎng)、不可重復(fù)利用的問(wèn)題，同時(shí)能夠減少硬模鑄造中鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶來(lái)的模具加工難度大、成本高、精度差的問(wèn)題。因此本方法既可制備出高尺寸精度和表面質(zhì)量的鑄件，又能滿足制造周期短、生產(chǎn)成本低、部分模具可重復(fù)利用的要求。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明所述種硬模鑄造和熔模鑄造相結(jié)合的組合式鑄造方法，其特征在于：該方法使用的整體鑄型由熔模鑄造型殼和硬模模具組合而成，該方法中，鑄件由熔模鑄造型殼制備，澆鑄系統(tǒng)用硬模模具制備。

硬模模具的材料為鑄鐵、鑄鋼、石墨、模具鋼或高溫合金。硬模模具為組裝、拆卸式結(jié)構(gòu)。

采用硬模鑄造和熔模鑄造相結(jié)合的組合式鑄造方法，既滿足鑄件尺寸精度高、表面質(zhì)量好的要求，又具有澆注系統(tǒng)模具可重復(fù)利用的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)避免了硬模鑄造不適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件、表面質(zhì)量差的缺點(diǎn)；此外由于減少了模組尺寸，降低了對(duì)熔模型殼強(qiáng)度要求，比常規(guī)熔模型殼工藝可降低型殼層數(shù)、強(qiáng)度和周期20％～50％，有效降低研制周期和成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中的整體鑄型的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中的整體鑄型的結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述：

實(shí)施例1

參見(jiàn)附圖1所示，以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪為例，采用ztc4合金。根據(jù)鑄造工藝要求，澆鑄系統(tǒng)包括澆杯1、直澆道2、橫澆道3、內(nèi)澆口4，該澆鑄系統(tǒng)設(shè)計(jì)為硬模模具，其結(jié)構(gòu)均為沿軸向?qū)Π肫椒?，硬模模具采用鑄鐵或石墨材料制造，形成葉輪鑄件的模具5設(shè)計(jì)為熔模鑄造型殼，采用鈦合金熔模鑄造所使用的氧化釔面層+鋁礬土背層型殼工藝制備，熔模鑄造型殼的厚度為8層，模具5上預(yù)留出與內(nèi)澆口4組合的裝配口，將熔模鑄造型殼與硬模模具連接組合后形成整體鑄型。

澆鑄前，將每個(gè)分體硬模和整體鑄型用金屬絲綁緊加固，在臺(tái)車加熱爐中450℃下預(yù)熱3小時(shí)，將整體鑄型裝入砂箱，并用砂子填充砂箱，然后整體裝入10kg真空自耗電弧凝殼爐，固定在離心盤上，熔煉ztc4合金，進(jìn)行離心澆注，離心轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘。待冷卻至室溫后，將鑄件從砂箱中取出，分別拆除澆杯1、直澆道2和橫澆道3，清除模具5的熔模鑄造型殼后拆除內(nèi)澆口4，然后進(jìn)行切割、吹砂等工序，獲得ztc4合金葉輪。

實(shí)施例2

參見(jiàn)附圖2所示，以高溫合金葉片為例，采用k418合金。根據(jù)鑄造工藝要求，澆鑄系統(tǒng)包括澆杯1、直澆道2、橫澆道3、內(nèi)澆口4，該澆鑄系統(tǒng)設(shè)計(jì)為硬模模具，其結(jié)構(gòu)均為沿軸向?qū)Π肫椒?，硬模模具采用耐熱模具鋼加工制造，形成葉輪鑄件的模具5設(shè)計(jì)為熔模鑄造型殼，采用高溫合金熔模鑄造所使用的氧化鋁陶瓷型殼工藝制備，熔模鑄造型殼的厚度為6層。模具5預(yù)留出與內(nèi)澆口4組合的裝配口，將熔模鑄造型殼與硬模模具連接組合后形成整體鑄型。

澆鑄過(guò)程中，將整體鑄型放置固定在感應(yīng)熔煉澆注爐內(nèi)平臺(tái)上，對(duì)整體鑄型進(jìn)行爐內(nèi)加熱，800℃下保溫1h，然后熔煉高溫合金k418，進(jìn)行靜止?jié)沧?。待冷卻至室溫后，將鑄型從爐內(nèi)取出，分別拆除澆杯1、直澆道2和橫澆道3，清除模具5的熔模鑄造型殼后拆除內(nèi)澆口4，然后切割、吹砂，獲得k418合金葉片。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明是一種硬模鑄造和熔模鑄造相結(jié)合的組合式鑄造方法，該方法使用的整體鑄型由熔模鑄造型殼和硬模模具組合而成，該方法中，鑄件由熔模鑄造型殼制備，澆鑄系統(tǒng)用硬模模具制備。硬模模具的材料為鑄鐵、鑄鋼、石墨、模具鋼或高溫合金。硬模模具為組裝、拆卸式結(jié)構(gòu)。將熔模鑄造型殼與硬模模具制備的澆鑄系統(tǒng)進(jìn)行組裝、緊固，然后對(duì)相應(yīng)的合金進(jìn)行熔煉澆注形成精密鑄件。此鑄造方法既具備了鑄件尺寸精度高、表面質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，又具備了制備周期短、澆注系統(tǒng)可重復(fù)利用的優(yōu)點(diǎn)，有效提高制造效率、降低制造成本。

技術(shù)研發(fā)人員：魏戰(zhàn)雷;黃東;李建崇;朱郎平;南海
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院
技術(shù)研發(fā)日：2016.10.31
技術(shù)公布日：2017.08.18