專利名稱：一種用于低膨脹合金精密成形的石墨型鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄造領(lǐng)域，具體是一種低膨脹合金精密成形的石墨型鑄造技術(shù)。
背景技術(shù)：
4J36合金、4J32合金又被稱為因瓦合金和超因瓦合金，均屬于精密合金，其在一定溫度范圍內(nèi)，其尺寸隨溫度的變化很小，廣泛應(yīng)用于需要光學(xué)儀器及其它精密元件中。如標準鐘的擺桿、擺輪及中標的游絲，玻璃封接的引絲，無線電電子管、恒溫器中作控溫用的熱雙金屬片、長度標尺、大地測量基線尺、彩電的蔭罩鋼帶、架空輸電線芯材、諧振腔、激光準直儀腔體、三步重復(fù)光刻相機基板，光學(xué)測量系統(tǒng)和波導(dǎo)管中作結(jié)構(gòu)件、顯微鏡、天文望遠鏡中巨大透鏡的支撐系統(tǒng)等。目前，4J36、4J32合金的應(yīng)用主要以變形材為主，其零部件的成形基本通過鍛造或拉拔方法生產(chǎn)，或采用大尺寸母合金錠或毛坯加工而成，如用于飛機蒙皮、整體機翼、艙壁等復(fù)合材料構(gòu)件生產(chǎn)用的金屬模具等，尺寸精度要求較低，模具精度主要靠后續(xù)機械加工來保證。上述成形方法對于簡單結(jié)構(gòu)的部件可以實現(xiàn)，但對于具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的部件，幾乎不可能實施。因此，大大限制了該合金的應(yīng)用范圍。采用鑄造的方法進行該合金的成形， 由于該合金熔點高、自由縮尺大，其熱裂傾向十分嚴重，目前尚未見采用鑄造方法進行該合金鑄件精密成形的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種用于低膨脹合金精密成型的石墨型鑄造方法，可實現(xiàn) 4J36、4J32低膨脹合金的鑄造精密成型。為實現(xiàn)上述目的而采用的技術(shù)方案是
一種用于低膨脹合金精密成形的石墨型鑄造方法，包括下述步驟 第一步制作鑄型
首先采用純度> 99. 5% (含碳量Wc ^ 99. 5%)的電極石墨制作零件的鑄型，其中型腔結(jié)構(gòu)與鑄件的結(jié)構(gòu)一致，但尺寸考慮合金的收縮，增加1-3%的收縮余量。第二步制備涂料
取粒度為325目電熔氧化鋁粉A和電熔氧化釔粉B，以及粘結(jié)劑醋酸鋯C，然后按照A B :C=1 2. 5 :Γ2. 5 1的質(zhì)量比將三者加入容器中混合均勻，并攪拌3 6小時，轉(zhuǎn)速10 500 轉(zhuǎn)/分，即成可使用涂料。第三步用步驟2制備好的涂料在鑄型內(nèi)型腔表面采用機械噴涂或涂刷的方法形成0. 2-0. 5 mm的涂層，涂層制備完成后，在溫度2(T30°C，濕度40-70%的條條件下干燥6 12 小時，再采用酒精噴燈對表面涂層進行表面預(yù)燒結(jié)。最后將鑄型放入除氣爐中按照真空度彡廣2XKT2I^a，95(Γ1100 的條件真空除氣并燒結(jié)2小時，爐冷，待爐溫彡300°C后出爐自然冷卻至室溫(2(T25°C)。最后將石墨鑄型按照鑄型整體結(jié)構(gòu)進行組型、定位，即可用于澆注。
第四步澆注
采用水冷銅坩堝真空自耗電極電弧凝殼爐進行4J36或4J32合金的熔化，且使用4J36 或4J32合金錠作為自耗電極。待4J36或4J32合金電極熔化完成前廣5分鐘，啟動離心盤， 離心盤轉(zhuǎn)速根據(jù)鑄件大小及結(jié)構(gòu)不同選用(Γ400轉(zhuǎn)/分，最后將熔融的4J36或4J32合金液倒入石墨鑄型中，并保持轉(zhuǎn)速5 30分鐘，完成澆鑄，即得。本發(fā)明解決了 4J36、4J32合金熔點高、石墨激冷作用強、晶粒粗大，鑄件易產(chǎn)生熱裂紋問題，能提高4J36、4J32低膨脹合金鑄造件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
具體實施例方式實施例一
一種用于低膨脹合金精密成形的石墨型鑄造方法，是取合金成分為4J32或4J36合金， 鑄件外形尺寸為100 X 100 X 100_，鑄型內(nèi)腔尺寸比鑄件大3%，為103X103X103 mm ；鑄型采用高純電極石墨(純度=99. 5%)加工，內(nèi)表面用涂刷的方法形成涂層，涂層厚度0. 25mm, 涂料制作方法如下準備粒度為325目電熔氧化鋁粉(A)和電熔氧化釔粉(B)，以及粘結(jié)劑醋酸鋯(C)，然后按照A =B :C=1. 2 :1. 2 1的質(zhì)量比將三者加入容器中混合均勻，并攪拌3小時，轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分；涂層制備完成后按照溫度M°C，濕度50%的條件干燥6小時，再采用酒精噴燈對表面涂層進行表面預(yù)燒結(jié)。最后將鑄型放入除氣爐中按照真空度< IX 10-2 ， 1050士 10°C的條件真空除氣并燒結(jié)4小時，爐冷，待爐溫為200°C時出爐自然冷卻至室溫 (20^25 0C )，最后將石墨鑄型按照鑄型整體結(jié)構(gòu)進行組型、定位，用于澆注。4J36、4J32合金的熔煉設(shè)備采用水冷銅坩堝真空自耗電極電弧凝殼爐，且使用 4J36或4J32合金錠作為自耗電極，待4J36或4J32合金電極熔化完成前1分鐘，啟動離心盤，離心盤轉(zhuǎn)速選用200轉(zhuǎn)/分，最后將熔融的4J32合金液倒入石墨鑄型中，并保持轉(zhuǎn)速5 分鐘，完成澆鑄。實施例二
實施例二所述的一種用于低膨脹合金精密成形的石墨型鑄造方法與實施例一基本相同，其不同之處在于
鑄型內(nèi)腔尺寸比鑄件大1%，電熔氧化鋁粉電熔氧化釔粉黏結(jié)劑醋酸鋯=1 :2. 5 1, 涂層制備完成后按照溫度20°C、濕度50%的條件下干燥6小時。實施例三
實施例三所述的一種用于低膨脹合金精密成形的石墨型鑄造方法與實施例一基本相同，其不同之處在于
鑄型內(nèi)腔尺寸比鑄件大2. 5%，電熔氧化鋁粉電熔氧化釔粉黏結(jié)劑醋酸鋯=2. 5:2.5: 1，涂層制備完成后按照溫度30°C、濕度70%的條件下干燥12小時。
權(quán)利要求
1. 一種用于低膨脹合金精密成形的石墨型鑄造方法，其特征在于包括下述步驟第一步制作鑄型首先采用純度> 99. 5%，含碳量Wc ^ 99. 5%的電極石墨制作零件的鑄型，鑄型的型腔結(jié)構(gòu)與鑄件的結(jié)構(gòu)一致，型腔尺寸，增加1-3%的收縮余量；第二步制備涂料取粒度為325目電熔氧化鋁粉A和電熔氧化釔粉B，以及粘結(jié)劑醋酸鋯C，然后按照A B :C=1 2. 5 :Γ2. 5 1的比例將三者加入容器中混合均勻，并攪拌3 6小時，轉(zhuǎn)速10 500轉(zhuǎn) /分，即成可使用涂料；第三步用步驟2制備好的涂料在鑄型內(nèi)型腔表面采用機械噴涂或涂刷的方法形成 0. 2-0. 5 mm的涂層，涂層制備完成后按照溫度2(T30°C，濕度40-70%的條件下干燥6 12 小時，再采用酒精噴燈對表面涂層進行表面預(yù)燒結(jié)；最后將鑄型放入除氣爐中按照真空度彡Γ2 X 10 , 95(Tl 100 V的條件真空除氣并燒結(jié)2小時，爐冷，待爐溫彡300 °C后出爐自然冷卻至室溫20-25°C，最后將石墨鑄型按照鑄型整體結(jié)構(gòu)進行組型、定位，即可用于澆注；第四步澆注采用水冷銅坩堝真空自耗電極電弧凝殼爐進行4J36或4J32合金的熔化，且使用4J36 或4J32合金錠作為自耗電極，待4J36或4J32合金電極熔化完成前廣5分鐘，啟動離心盤， 離心盤轉(zhuǎn)速根據(jù)鑄件大小及結(jié)構(gòu)不同選用0、00轉(zhuǎn)/分，最后將熔融的4J36或4J32合金液倒入石墨鑄型中，并保持轉(zhuǎn)速5 30分鐘，完成澆鑄，即得。
全文摘要
一種用于低膨脹合金精密成形的石墨型鑄造方法，首先用電極石墨制作零件鑄型，鑄型的型腔增加1-3%的收縮量；用325目電熔氧化鋁粉、電熔氧化釔粉和醋酸鋯按1-2.51-2.51的質(zhì)量比制成涂料；再將制備好的涂料噴涂在鑄型的型腔表面形成0.2-0.5mm涂層，并定型和澆注。澆注使用4J36或4J32合金錠作為自耗電極，完成澆注，即得。本發(fā)明解決了4J36、4J32合金熔點高、石墨激冷作用強、晶粒粗大，鑄件易產(chǎn)生熱裂紋問題，能提高4J36、4J32低膨脹合金鑄造件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
文檔編號B22C9/04GK102527936SQ20121001655
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者劉宏宇, 劉時兵, 史昆, 謝華生, 趙軍, 馬志毅 申請人:沈陽鑄造研究所