專利名稱：：一種高溫合金薄壁鑄件的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鑄件成型技術(shù)，尤其是復(fù)雜薄壁弧形鑄件的制備技術(shù)，具體為一種高纟顯合金薄壁鑄件的制備方法。
背景技術(shù)：
：高溫合金鑄件制備流程一般從壓制蠟?zāi)ｉ_(kāi)始，經(jīng)檢驗(yàn)合格的蠟?zāi)：附咏M裝澆注系統(tǒng)，還要經(jīng)過(guò)涂掛漿料、脫臘、燒殼等工序才能制備出所需鑄件的模殼。模殼經(jīng)檢驗(yàn)合格后，方可允許使用。將母合金錠下料到所需的重量在真空熔煉爐中進(jìn)行重熔，并在鑄造工藝說(shuō)明書中所要求的溫度下澆注到加熱到一定^Jt的模殼中(殼溫一般在850110(rC)，澆注完成后必須在鋼液完全凝固后殼溫下降到600。C以下后方可出爐。在鑄件完全冷卻后，方可清殼，將澆注系統(tǒng)切割去掉，鑄件還需在一定纟顯度熱處理后方可使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供-一種高溫合金復(fù)雜薄壁弧形鑄件的制備方法，解決復(fù)雜薄壁弧形鑄件由于磨具設(shè)計(jì)比較困難，即使能夠開(kāi)出磨具，操作也必然非常困難，不利于ftb量生產(chǎn)等問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高溫合金薄壁鑄件的制備方法，具體步驟如下在設(shè)計(jì)模具時(shí)，將零件的弧形展開(kāi)成平板，由展開(kāi)成的平板設(shè)計(jì)蠟?zāi)！２捎弥墟@蠟壓制蠟?zāi)?，制備出平板形蠟?zāi)：?，?0-5(TC溫度7X浴下(7乂浴系統(tǒng)由7K槽和溫度計(jì)組成，水溫偏差應(yīng)控制在士5。C)采用蠟mf喬形胎具進(jìn)行蠟tl^喬形，直接將平板矯形成弧形，失喬成弧形蠟?zāi)?yīng)放在預(yù)制好地胎具上防止變形，在裝配卡具上焊接裝配澆注系統(tǒng)，再經(jīng)傳統(tǒng)的制作陶瓷模殼的工藝制備模殼。模殼準(zhǔn)備好后，將模殼放入馬弗爐中加熱到100(TC-110(TC之間，保溫0.5-2.5小時(shí)后使用，控驟用鎳鉻-鎳硅熱電偶，控溫精度為士1(TC。采用半連續(xù)真空感應(yīng)爐重熔母合金，合金精煉后，放入模殼，應(yīng)保證放入模殼后3min-8min內(nèi)澆注完成，澆注溫度應(yīng)在1450°C-1550°C，用W-Re電偶測(cè)量合金熔^i^度，控溫精度為土1(TC。模殼取出后，應(yīng)放入65(TC-85(TC的馬弗爐中保溫1-2小時(shí)進(jìn)行去應(yīng)力，隨爐降溫至室溫方可清理。清理好的鑄件經(jīng)打磨拋光修理后應(yīng)基本符合鑄件圖表面質(zhì)量的要求。由于鑄件在澆注和清理過(guò)程中，不可避免地發(fā)生變形，但是這時(shí)的變形量一般漸艮小，再經(jīng)高溫定型處理后即可完全達(dá)到鑄件圖形狀公差要求的尺寸范圍。為此，將合格的鑄件放入高敲喬形模具，合嚴(yán)模具放入真空熱處理爐中在105(TC-115(rC、保溫4-6小時(shí)進(jìn)行真空高溫定型，控縣用鉑銠-鉑熱電偶，控溫精度為土5"C。隨后，以280°C-320°C/min的速度吹氬快速冷卻至低于300°C，出爐冷卻。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明在設(shè)計(jì)模具時(shí)將原來(lái)的弧形展開(kāi)成平板，再由展開(kāi)成的平板設(shè)計(jì)蠟?zāi)?，使模具設(shè)計(jì)化繁為簡(jiǎn)。2、本發(fā)明采用中溫蠟壓制蠟?zāi)?，制備出平板蠟?zāi)：?，在水浴下采用蠟t數(shù)喬形胎具進(jìn)行蠟m^喬形，直接將平板矯形成弧形；矯成弧形蠟?zāi)?yīng)放在弧形胎具上防止變形，在裝配器具上焊接澆注系統(tǒng)，再經(jīng)傳統(tǒng)的制作陶瓷模殼的工藝制備模殼。經(jīng)澆注、一級(jí)定型處理、清理模殼后，將合格的鑄件放入高纟^^喬形模具進(jìn)行二級(jí)定型處理。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，利于批量生產(chǎn)。3、本發(fā)明將二級(jí)定型處理工序與合金熱處理工序合二為一，進(jìn)一步簡(jiǎn)化工序，降低能耗，節(jié)約成本。4、本發(fā)明適用于鎳基等軸晶鑄造高溫合金，如M951合金。圖1平板型蠟?zāi)Ｊ疽鈭D。圖2蠟tl^喬形胎具矯形成弧形示意圖。圖3鑄件裝入高纟顯定型模具示意圖。圖4高纟顯定型后的弧形鑄件示意圖。具體實(shí)駄式實(shí)施例1采用中溫蠟壓制蠟?zāi)?(如圖1所示)，制備出平板形蠟?zāi)：螅?(TC溫度水浴下采用蠟?zāi)３C形胎具2進(jìn)行蠟?zāi)３C形，直接將平板矯形成弧形(如圖2所示)，矯成弧形蠟?zāi)?yīng)放在預(yù)制好地胎具上防止變形，在裝配卡具上焊接裝配澆注系統(tǒng)。模殼制備好后，將模殼放入馬弗爐中加熱到100(TC，保溫2小時(shí)后方可使用。采用半連續(xù)真空感應(yīng)爐重熔M951母合金(合金成分如表1所示)，合金精煉后，放入模殼，應(yīng)保證放入模殼后3min內(nèi)澆注完成，澆注溫度應(yīng)在145(TC。模殼取出后，應(yīng)放入650°C的馬弗爐中保溫2小時(shí)進(jìn)行去應(yīng)力，隨爐降溫至室溫方可清理。清理好的鑄件經(jīng)打磨拋光修理后應(yīng)基本符合鑄件圖表面質(zhì)量的要求，將合格的鑄件3放入高i^喬形模具4(如圖3所示)，合嚴(yán)模具放入真空熱處理爐中在105CTC保溫6小時(shí)進(jìn)行真空高溫定型，隨后以280°C/min的速度吹氬快速冷卻至低于200°C，出爐冷卻，高溫定型后的弧形鑄件3形貌見(jiàn)圖4。表1(wt.%)cCrCoAlWMoNbYBNi實(shí)施例10.0521055.563.52.40.030據(jù)余實(shí)施例2采用中溫蠟壓制蠟?zāi)(如圖1所示)，制備出平板形蠟?zāi)：?，?(TC^^水浴下采用蠟tl^喬形胎具2進(jìn)行蠟?zāi)３C形，直接將平板矯形成弧形(如圖2所示)，矯成弧形蠟?zāi)?yīng)放在預(yù)制好地胎具上防止變形，在裝配卡具上焊接裝配澆注系統(tǒng)。模殼制備好后，將模殼放入馬弗爐中加熱到110(TC，保溫0.5小時(shí)后方可使用。采用半連續(xù)真空感應(yīng)爐重熔K403合金(成分如表2所示)，合金精煉后，放入模殼，應(yīng)保證放入模殼后5min內(nèi)澆注完成，澆注溫度應(yīng)在1550。C。模殼取出后，應(yīng)放入750"的馬弗爐中保溫1.5小時(shí)進(jìn)行去應(yīng)力，隨爐降鵬室溫方可清理。清理好的鑄件經(jīng)打磨拋光修理后應(yīng)基本符合鑄件圖表面質(zhì)量的要求，將合格的鑄件3放入高^(guò)^喬形模具4(如圖3所示)，合嚴(yán)模具放入真空熱處理爐中在110(TC保溫5小時(shí)進(jìn)行真空高溫定型，隨后以320°C/min的速度吹氬快速冷卻至低于300°C，出爐冷卻，高溫定型后的弧形鑄件3形貌見(jiàn)圖4。表2(wt.%)CCrCoAlWMoTiNi實(shí)施例20.159.05.85.85.04.02.5余實(shí)施例3采用中溫蠟壓制蠟?zāi)(如圖i所示)，制備出平板形蠟?zāi)：?，?5x:溫度水浴下采用蠟?zāi)３C形胎具2進(jìn)行蠟?zāi)３C形，直接將平板矯形成弧形(如圖2所示)，5矯成弧形蠟?zāi)?yīng)放在預(yù)制好地胎具上防止變形，在裝配卡具上焊接裝配澆注系統(tǒng)。模殼制備好后，將模殼放入馬弗爐中加熱到105(TC，保溫l小時(shí)后方可使用。采用半連續(xù)真空感應(yīng)爐重熔K417合金(成分如表3所示)，合金精煉后，放入模殼，應(yīng)保證放入模殼后8min內(nèi)澆注完成，澆注溫度應(yīng)在150(TC。模殼取出后，應(yīng)放入85(TC的馬弗爐中保溫1小時(shí)進(jìn)行去應(yīng)力，隨爐降溫至室溫方可清理。清理好的鑄件經(jīng)打磨拋光修理后應(yīng)基本符合鑄件圖表面質(zhì)量的要求，將合格的鑄件3放入高纟融喬形模具4(如圖3所示)，合嚴(yán)模具放入真空熱處理爐中在115(TC保溫4小時(shí)進(jìn)行真空高溫定型，隨后以300°C/min的速度吹氬快速冷卻至低于300°C，出爐冷卻，高溫定型后的弧形鑄件4形貌見(jiàn)圖4。表3(wt.%)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種高溫合金薄壁鑄件的制備方法，其特征在于，具體步驟如下(1)模具設(shè)計(jì)將零件的弧形展開(kāi)成平板，由展開(kāi)成的平板設(shè)計(jì)蠟?zāi)＃?2)壓制蠟?zāi)２捎弥袦叵瀴褐葡災(zāi)?，制備出平板形蠟?zāi)：?，?0-50℃溫度水浴下，采用蠟?zāi)３C形胎具進(jìn)行蠟?zāi)３C形，直接將平板矯形成弧形；(3)制備模殼在裝配卡具上焊接裝配澆注系統(tǒng)，再經(jīng)傳統(tǒng)的制作陶瓷模殼的工藝制備模殼，模殼準(zhǔn)備好后，將模殼放入馬弗爐中加熱到1000℃-1100℃之間，保溫0.5-2.5小時(shí)；(4)熔煉、澆注、清理；(5)定型將合格的鑄件放入高溫矯形模具，合嚴(yán)模具放入真空熱處理爐中在1050℃-1150℃、保溫2-6小時(shí)進(jìn)行真空高溫定型；隨后，以280℃-320℃/min的速度吹氬快速冷卻至低于300℃，出爐冷卻。2、按照權(quán)利要求1所述的高溫合金薄壁鑄件的制備方法，其特征在于，制備模殼時(shí)，控皿用鎳鉻-ll^熱電偶，控溫精度為士1(TC。3、按照權(quán)利要求1所述的高溫合金薄壁鑄件的制備方法，其特征在于，熔煉、澆注、清理時(shí)，采用半連續(xù)真空感應(yīng)爐重熔母合金，合金精煉后，放入模殼后3min-8min內(nèi)澆注完成，澆注^Uit應(yīng)在1450°C-1550°C，用W-Re電偶測(cè)量合金熔{擬驢，控溫精度為土10。C;模殼取出后，方M650。C-850。C的馬弗爐中保溫1-2小時(shí)進(jìn)行去應(yīng)力，隨爐降溫至室溫后清理。4、按照權(quán)利要求1所述的高溫合金薄壁鑄件的制備方法，其特征在于，定型時(shí)，控纟縣用鉑銠-鉑熱電偶，控溫精度為土5'C。全文摘要本發(fā)明涉及鑄件成型技術(shù)，尤其是復(fù)雜薄壁弧形鑄件的制備技術(shù)，具體為一種高溫合金薄壁鑄件的制備方法，步驟如下(1)將零件的弧形展開(kāi)成平板，由展開(kāi)成的平板設(shè)計(jì)蠟?zāi)＃?2)采用中溫蠟壓制蠟?zāi)?，制備出平板形蠟?zāi)：螅谒∠?，采用蠟?zāi)３C形胎具進(jìn)行蠟?zāi)３C形，直接將平板矯形成弧形；(3)制備模殼；(4)熔煉、澆注、清理；(5)將合格的鑄件放入高溫矯形模具，合嚴(yán)模具放入真空熱處理爐中進(jìn)行真空高溫定型；隨后，快速冷卻至低于300℃，出爐冷卻。本發(fā)明可以解決復(fù)雜薄壁弧形鑄件磨具設(shè)計(jì)困難、操作復(fù)雜等不利于批量生產(chǎn)的工程化問(wèn)題。文檔編號(hào)B22C9/04GK101480696SQ200810010080公開(kāi)日2009年7月15日申請(qǐng)日期2008年1月11日優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日發(fā)明者于金江,侯桂臣,孫曉峰,王志輝,管恒榮,胡壯麒,啟鄭,濤金申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所