專利名稱：一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈦合金熔模鑄造用型殼的制備方法。
背景技術(shù)：
高溫鈦合金由于比強度高、耐腐蝕、耐熱等良好的綜合性能和結(jié)構(gòu)效益高而被廣泛用于航空領(lǐng)域，多用于制造航空發(fā)動機中要求強度高與耐熱性好的重要零部件和飛機機體結(jié)構(gòu)件。目前，國內(nèi)外研究的高溫鈦合金大都是變形高溫鈦合金，他們一般通過鑄錠、鍛坯、板材的形式得到應(yīng)用。目前使用的600°C及更高溫度的高溫鈦合金多為 Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系，并在此基礎(chǔ)上進行多兀素的添加(如稀土)，成份更加多?；?，多元素的加入使合金的流動性變差，利用熔模鑄造法制備時，鑄造難度更大，對熔模鑄造技術(shù)的要求更高。普通工藝制備的型殼一般為7層，如果采用普通工藝制備的型殼澆注高溫鈦合金，易產(chǎn)生澆不足，憋氣，氣孔等缺陷。如果減少普通型殼層數(shù)，雖然型殼的透氣性得到提高，但是型殼的強度會降低，澆注的過程中容易破裂，特別是在離心澆注過程中更容易破裂，導(dǎo)致合金熔體流出。為了提高型殼的強度，如申請?zhí)枮?01010272783.0的中國專利，在型殼制備過程中填加纖維材料，但是將纖維直接添加在漿料中，這將會大大提高漿料的粘度，使型殼的涂層加厚，型殼的透氣性變差。纖維在漿料攪拌的過程中還容易發(fā)生團聚，分布不均勻，操作難度較大，而且制備后的型殼性能不穩(wěn)定。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的利用纖維提高型殼強度的方法型殼的涂層厚，透氣性差及操作難度大的技術(shù)問題，而提供一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法。
本發(fā)明的一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法按以下步驟進
一、耐火纖維預(yù)處理將耐火纖維先放入乙醇中，然后放在超聲波清洗器中清洗 15 30分鐘，然后再放入濃度為0. 5 5mol/L的硫酸溶液或鹽酸溶液中浸泡5 60分鐘，再用水洗、干燥，完成耐火纖維的預(yù)處理；其中耐火纖維為玻璃纖維、陶瓷纖維或莫來石纖維，耐火纖維的直徑為5 30 ii m,長度為I 15mm ；
二、型殼面層制備按耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I. 8 2. 8) I將耐火粉料加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到面層漿料；將蠟?zāi)＝氲矫鎸訚{料中掛涂，提出后，撒砂、 干燥，得到面層型殼；
三、型殼過渡層制備將步驟一處理過的耐火纖維按質(zhì)量百分含量為0. 5% 5% 加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到過渡層預(yù)濕劑；按耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I. 5 1.8) I將耐火粉料加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到過渡層漿料；將經(jīng)步驟二制備的面層型殼先浸入過渡層預(yù)濕劑中保持3 30s，然后提出型殼，放置10 60min后，再浸入過渡層漿料掛涂漿料，提出后，撒砂、干燥，得到過渡層型殼；
四、型殼背層制備將步驟一處理過的耐火纖維按質(zhì)量百分含量為0. 5% 10%加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到背層預(yù)濕劑；按耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I. 2 I. 6) 1將耐火粉料加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到背層漿料；將步驟三得到的過渡層型殼先浸入背層預(yù)濕劑中保持3 30s，然后提出型殼，放置10 60min后，再浸入背層漿料中掛涂漿料，提出后，撒砂、干燥，完成一層背層的制備，重復(fù)該步驟中在背層預(yù)濕劑中浸潰、放置、在背層漿料中掛涂、撒砂和干燥操作I 3次，得到背層型殼；
五、型殼封漿層制備將步驟一處理過的耐火纖維按質(zhì)量百分含量為0.5% 10%加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到封漿層預(yù)濕劑；按耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為 (I I. 3) I將耐火粉料加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到封漿層漿料；將經(jīng)步驟四得到的背層型殼先浸入封漿層預(yù)濕劑中保持3 30s，然后提出型殼，放置10 60min后，再浸入封漿層漿料中掛涂漿料，提出后，干燥，完成型殼封漿層的制備；
六、燒結(jié)將經(jīng)步驟五制備的完成封漿層制備的型殼，脫蠟后，在溫度為900 1200°C的高溫爐中焙燒30 90min，得到鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼。
本發(fā)明的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼，首先對纖維進行預(yù)處理，使纖維與漿料間的結(jié)合面更加牢固，在制備背層時，將耐火纖維加入到預(yù)濕劑中，耐火纖維易于分散，可均勻掛在型殼表面，制備時耐火纖維與背層漿料交替掛涂，利于提高型殼強度，提高型殼的透氣性，可使型殼減薄，而且纖維添加預(yù)濕劑中，對漿料沒有影響，掛涂操作簡單易行。
采用本發(fā)明的方法制備的型殼，較現(xiàn)有的纖維增強制殼工藝，制殼周期縮短了 24 36小時，型殼自重減輕了 20%左右，制殼成本降低了 15% 20%，分別用該纖維增強的薄壁型殼和普通工藝制備的型殼進行了流動性實驗和透氣性實驗，實驗結(jié)果表明在同樣的實驗條件下，螺旋線試樣的流動長度提高了 15%左右，薄壁型殼的透氣性比普通工藝制備的型殼高20%左右。該型殼對制造薄壁復(fù)雜鑄件具有更高的優(yōu)勢?？捎糜阼T造Ti-IlO 0(Ti-6Al-2. 75Sn-4Zr-0. 4Mo_0. 45Si)、IMI834(Ti-5. 8Al_4Sn_3. 5Zr-0. 7Nb_0. 5M-0. 135Si)、BT36(Ti-6. 2Al-2Sn_3. 6Zr-0. 7Mo_0. 1Y-5. Off-O. 15Si)和 Ti60(Ti_5. 8A1-4. 8Sn_2. OZr -I. OMo-O. 135Si-0. 85Nd)等高溫鈦合金。


圖I是用試驗一制備的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼離心澆注得到的 Ti-IlOO合金充型性能照片；
圖2是用試驗一中的對比的型殼得到的Ti-IlOO合金充型性能照片；
圖3是用試驗一制備的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼得到的MI834合金流動性能照片；
圖4是用試驗一中的對比的型殼得到的MI834合金流動性能照片。
具體實施方式
具體實施方式
一本實施方式的一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法按以下步驟進行
一、耐火纖維預(yù)處理將耐火纖維先放入乙醇中，然后放在超聲波清洗器中清洗 15 30分鐘，然后再放入濃度為0. 5 5mol/L的硫酸溶液或鹽酸溶液中浸泡5 60分鐘，再用水洗、干燥，完成耐火纖維的預(yù)處理；其中耐火纖維為玻璃纖維、陶瓷纖維或莫來石纖維，耐火纖維的直徑為5 30 ii m,長度為I 15mm ；
二、型殼面層制備按耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I. 8 2. 8) I將耐火粉料加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到面層漿料；將蠟?zāi)＝氲矫鎸訚{料中掛涂，提出后，撒砂、 干燥，得到面層型殼；
三、型殼過渡層制備將步驟一處理過的耐火纖維按質(zhì)量百分含量為0. 5% 5% 加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到過渡層預(yù)濕劑；按耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I. 5 1.8) I將耐火粉料加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到過渡層漿料；將經(jīng)步驟二制備的面層型殼先浸入過渡層預(yù)濕劑中保持3 30s，然后提出型殼，放置10 60min后，再浸入過渡層漿料掛涂漿料，提出后，撒砂、干燥，得到過渡層型殼；
四、型殼背層制備將步驟一處理過的耐火纖維按質(zhì)量百分含量為0.5% 10%加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到背層預(yù)濕劑；按耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為 (I. 2-1. 6) I將耐火粉料加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到背層漿料；將步驟三得到的過渡層型殼先浸入背層預(yù)濕劑中保持3 30s，然后提出型殼，放置10 60min后，再浸入背層漿料中掛涂漿料，提出后，撒砂、干燥，完成一層背層的制備，重復(fù)該步驟中在背層預(yù)濕劑中浸潰、放置、在背層漿料中掛涂、撒砂和干燥操作I 3次，得到背層型殼；
五、型殼封漿層制備將步驟一處理過的耐火纖維按質(zhì)量百分含量為0.5% 10%加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到封漿層預(yù)濕劑；按耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為 (1-1.3) I將耐火粉料加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到封漿層漿料；將經(jīng)步驟四得到的背層型殼先浸入封漿層預(yù)濕劑中保持3 30s，然后提出型殼，放置10 60min后，再浸入封漿層漿料中掛涂漿料，提出后，干燥，完成型殼封漿層的制備；
六、燒結(jié)將經(jīng)步驟五制備的完成封漿層制備的型殼，脫蠟后，在溫度為900 1200°C的高溫爐中焙燒30 90min，得到鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼。
采用本實施方式的方法制備的型殼，較現(xiàn)有的纖維增強制殼工藝，制殼周期縮短了 24-36小時，型殼自重減輕了 20%左右，制殼成本降低了 15% -20%，分別用該纖維增強的薄壁型殼和普通工藝制備的型殼進行了流動性實驗和透氣性實驗，實驗結(jié)果表明在同樣的實驗條件下，螺旋線試樣的流動長度提高了 15%左右，薄壁型殼的透氣性比普通工藝制備的型殼高20%左右。該型殼對制造薄壁復(fù)雜鑄件具有更高的優(yōu)勢。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二所述的耐火粉料為氧化鋯粉、氧化釔粉或者氧化鋁粉。其他與具體實施方式
一相同。
本實施方式中的耐火粉料的粒度為300目 320目。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟二中所述的粘結(jié)劑為硅溶膠、硅酸乙酯或鋯溶膠。其他與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一至三之一不同的是步驟二撒砂中的砂為氧化鋯砂、氧化鋁砂或者氧化釔砂。其他與具體實施方式
一至三之一相同。
本實施方式中的砂的粒度為100 120目。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是步驟三、四和五中所述的耐火粉料為莫來石粉、煤矸石粉或高嶺土。其他與具體實施方式
一至四之一相同。
本實施方式中的耐火粉料的粒度為60 80目。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是步驟三、四和五中撒砂中的砂為莫來石砂、煤矸石砂或高嶺土砂。其他與具體實施方式
一至五之一相同。
本實施方式中的砂的粒度為30-60目。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至六之一不同的是步驟四中所述的型殼背層干燥時，環(huán)境的相對濕度為40% 60%，溫度為22 26°C，干燥時間為10 14h。其他與具體實施方式
一至六之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是步驟三中過渡層預(yù)濕劑中耐火纖維的質(zhì)量百分含量為粘結(jié)劑的0.8% 3%，過渡層漿料中耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I. 55 1.75) I。其他與具體實施方式
一至七之一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一至八之一不同的是步驟四中背層預(yù)濕劑中耐火纖維的質(zhì)量百分含量為粘結(jié)劑的2% 8%，背層漿料中耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I. 3-1. 5) I。其他與具體實施方式
一至八之一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一至九之一不同的是步驟五中封漿層預(yù)濕劑中耐火纖維的質(zhì)量百分含量為粘結(jié)劑的2% 8%，封漿層漿料中耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I. I I. 2) I。其他與具體實施方式
一至九之一相同。
用以下試驗驗證本發(fā)明的有益效果
試驗一本試驗一的一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法按以下步驟進行
一、玻璃纖維預(yù)處理將玻璃纖維先放入乙醇中，然后放在超聲波清洗器中清洗 20分鐘,然后再放入濃度為3mol/L的硫酸溶液或鹽酸溶液中浸泡30分鐘，再用水洗、晾干, 完成玻璃纖維的預(yù)處理；其中玻璃纖維的直徑為10 u m,長度為5 IOmm ;
二、型殼面層制備按氧化鋯粉與鋯膠的質(zhì)量比為2. 6 I將320目的氧化鋯粉加入到鋯膠中，攪拌均勻，得到面層漿料；將蠟?zāi)＝氲矫鎸訚{料中掛涂，提出后，撒粒徑為 120目的莫來石砂、在24°C的溫度下干燥10小時，得到面層型殼；
三、型殼過渡層制備將步驟一處理過的玻璃纖維按質(zhì)量百分含量為1%加入到硅溶膠中，攪拌均勻，得到過渡層預(yù)濕劑；按莫來石粉與硅溶膠的質(zhì)量比為I. 5 I將200 目的莫來石粉加入到硅溶膠中，攪拌均勻，得到過渡層漿料；將經(jīng)步驟二制備的面層型殼先浸入過渡層預(yù)濕劑中保持3 30s，然后提出型殼，放置10 60min后，再浸入過渡層漿料掛涂漿料，提出后，撒粒徑為80目的莫來石砂、在24°C的溫度下干燥12小時，得到過渡層型殼;
四、型殼背層制備將步驟一處理過的玻璃纖維按質(zhì)量百分含量為3%加入到硅溶膠中，攪拌均勻，得到背層預(yù)濕劑；按莫來石粉與硅溶膠的質(zhì)量比為I. 6 I將200目的莫來石粉加入到硅溶膠中，攪拌均勻，得到背層漿料；將步驟三得到的過渡層型殼先浸入保持攪拌狀態(tài)的背層預(yù)濕劑中保持10s，然后提出型殼，放置40min后，再浸入背層漿料中掛涂漿料，提出后，撒粒徑為60目的莫來石砂，然后把型殼放在相對濕度為40%、溫度為25°C 的環(huán)境中干燥10h，完成一層背層的制備，重復(fù)該步驟中在背層預(yù)濕劑中浸潰、放置、在背層漿料中掛涂、撒粒徑為60目的莫來石砂和干燥操作2次，得到背層型殼；
五、型殼封漿層制備將步驟一處理過的玻璃纖維按質(zhì)量百分含量為I. 5%加入到硅溶膠中，攪拌均勻，得到封漿層預(yù)濕劑；按莫來石粉與硅溶膠的質(zhì)量比為I. 3 I將 200目的莫來石粉加入到硅溶膠中，攪拌均勻，得到封漿層漿料；將經(jīng)步驟四得到的背層型殼先浸入封漿層預(yù)濕劑中保持3 30s，然后提出型殼，放置40min后，再浸入封漿層漿料中掛涂漿料，提出后，在24°C的溫度下干燥24小時，完成型殼封漿層的制備；
六、燒結(jié)將經(jīng)步驟五制備的完成封漿層制備的型殼，脫蠟后，在溫度為1200°C的高溫爐中焙燒60min，得到鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼。
做為對比的型殼按以下的步驟制備
a、型殼面層制備按氧化鋯粉與鋯膠的質(zhì)量比為2. 6 I將320目的氧化鋯粉加入到鋯膠中，攪拌均勻，得到面層漿料；將蠟?zāi)＝氲矫鎸訚{料中掛涂，提出后，撒粒徑為 120目的氧化鋯砂、在24°C的溫度下干燥10小時，得到面層型殼；
b、過渡層型殼制備將玻璃纖維按質(zhì)量百分含量為1%加入到硅溶膠中，再按莫來石粉與硅溶膠的質(zhì)量比為1.8 I加入200目的莫來石粉，攪拌均勻，得到過渡層漿料; 將經(jīng)步驟a制備的面層型殼再浸入過渡層漿料掛涂漿料，提出后，撒粒徑為80目的莫來石砂、在24°C的溫度下干燥12小時，得到過渡層型殼；
C、背層型殼制備將玻璃纖維按質(zhì)量百分含量為2%加入到硅溶膠中，再按莫來石粉與硅溶膠的質(zhì)量比為1.5 I加入200目的莫來石粉，攪拌均勻，得到背層漿料；將經(jīng)步驟b制備的過渡層型殼再浸入背層漿料掛涂漿料，提出后，撒粒徑為80目的莫來石砂、在相對濕度為40%、溫度為24°C的條件下干燥12小時，重復(fù)該步驟中在背層漿料中掛涂、撒石砂和干燥操作2次，得到背層型殼；
d、封漿層制備將玻璃纖維按質(zhì)量百分含量為0. 5%加入到硅溶膠中，再按莫來石粉與硅溶膠的質(zhì)量比為1.3 I加入200目的莫來石粉，攪拌均勻，得到封漿層漿料；將經(jīng)步驟c制備的背層型殼再浸入封漿層漿料掛涂漿料，提出后，撒粒徑為80目的莫來石砂、 在溫度為24°C的條件下干燥24小時，得到封漿層型殼；
e、燒結(jié)將經(jīng)步驟d制備的封漿層型殼脫蠟后，在溫度為1200°C的高溫爐中焙燒 60min,得到對比實驗用的型殼。
按HB5352. 1-2004《熔模鑄造型殼性能試驗方法第I部分抗彎強度的測定》對本試驗制備的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼和對比的型殼的抗彎強度進行測定，其結(jié)果為相同測量標(biāo)準(zhǔn)下本試驗制備的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的抗彎強度為 6. 3MPa，對比型殼的強度為4. 5MPa。對比型殼的實驗結(jié)果表現(xiàn)出較大的離散性，主要是由于纖維不均勻分別所致。
按HB5352. 4-2004《熔模鑄造型殼性能試驗方法第4部分透氣性的測定》對本試驗制備的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼和對比的型殼的透氣性進行測定，其結(jié)果為本試驗制備的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的透氣性為0. 08cm3/g. min,而對比型殼的透氣性為0. 06cm3/g. min。
本試驗制備的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼與對比的型殼離心澆注了充型性能實驗網(wǎng)格，合金為Ti-1100 (Ti-6Al-2. 75Sn-4Zr-0. 4Mo_0. 45Si)，用本試驗制備的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼得到的Ti-IlOO充填率為69%，如圖I所示，用對比的型殼得到的Ti-1100充填率為36. 5%，如圖2所示，對比圖I和圖2可以看出，本試驗制備的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼能大大提高合金的充型性能。
本試驗制備的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼與對比的型殼離心澆流動性試樣。鑄造 IMI834(Ti-5. 8Al_4Sn_3. 5Zr_0. 7Nb_0. 5M-0. 135Si)，用本試驗制備的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼得到的IMI834鑄件照片如圖3所示，用對比的型殼得到的頂1834鑄件照片如圖4所示，對比圖3和圖4可以看出，本試驗制備的鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼澆注的螺線長度為129mm，而對比型殼的澆注的螺旋線長度為102mm。顯然采用鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼澆注的高溫鈦合金流動性大大提高。
鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼較對比的型殼，制殼周期縮短了 28小時，型殼自重減輕了 18%左右,制殼成本降低了 15*%。
權(quán)利要求
1.一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法，其特征在于鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法按以下步驟進行一、耐火纖維預(yù)處理將耐火纖維先放入乙醇中，然后放在超聲波清洗器中清洗15 30分鐘，然后再放入濃度為0. 5 5mol/L的硫酸溶液或鹽酸溶液中浸泡5 60分鐘，再用水洗、干燥，完成耐火纖維的預(yù)處理；其中耐火纖維為玻璃纖維、陶瓷纖維或莫來石纖維，耐火纖維的直徑為5 30 ii m,長度為I 15mm ；二、型殼面層制備按耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I.8 2. 8) I將耐火粉料加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到面層漿料；將蠟?zāi)＝氲矫鎸訚{料中掛涂，提出后，撒砂、干燥， 得到面層型殼；三、型殼過渡層制備將步驟一處理過的耐火纖維按質(zhì)量百分含量為0.5% 5%加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到過渡層預(yù)濕劑；按耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I. 5 1.8) I將耐火粉料加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到過渡層漿料；將經(jīng)步驟二制備的面層型殼先浸入過渡層預(yù)濕劑中保持3 30s，然后提出型殼，放置10 60min后，再浸入過渡層漿料掛涂漿料，提出后，撒砂、干燥，得到過渡層型殼；四、型殼背層制備將步驟一處理過的耐火纖維按質(zhì)量百分含量為0.5% 10%加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到背層預(yù)濕劑；按耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I. 2-1. 6) I 將耐火粉料加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到背層漿料；將步驟三得到的過渡層型殼先浸入背層預(yù)濕劑中保持3 30s，然后提出型殼，放置10 60min后，再浸入背層漿料中掛涂漿料，提出后，撒砂、干燥，完成一層背層的制備，重復(fù)該步驟中在背層預(yù)濕劑中浸潰、放置、在背層漿料中掛涂、撒砂和干燥操作I 3次，得到背層型殼；五、型殼封漿層制備將步驟一處理過的耐火纖維按質(zhì)量百分含量為0.5% 10%加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到封漿層預(yù)濕劑；按耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為 (1-1.3) I將耐火粉料加入到粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到封漿層漿料；將經(jīng)步驟四得到的背層型殼先浸入封漿層預(yù)濕劑中保持3 30s，然后提出型殼，放置10 60min后，再浸入封漿層漿料中掛涂漿料，提出后，干燥，完成型殼封漿層的制備；六、燒結(jié)將經(jīng)步驟五制備的完成封漿層制備的型殼，脫蠟后，在溫度為900 1200°C 的高溫爐中焙燒30 90min，得到鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法，其特征在于步驟二所述的耐火粉料為氧化鋯粉、氧化釔粉或者氧化鋁粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法， 其特征在于步驟二中所述的粘結(jié)劑為硅溶膠、硅酸乙酯或鋯溶膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法， 其特征在于步驟二撒砂中的砂為氧化鋯砂、氧化鋁砂或者氧化釔砂。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法， 其特征在于步驟三、四和五中所述的耐火粉料為莫來石粉、煤矸石粉或高嶺土。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法， 其特征在于步驟三、四和五中撒砂中的砂為莫來石砂、煤矸石砂或高嶺土砂。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法， 其特征在于步驟四中所述的型殼背層干燥時，環(huán)境的相對濕度為40 % 60 %，溫度為22 26°C，干燥時間為10 14h。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法， 其特征在于步驟三中過濾層預(yù)濕劑中耐火纖維的質(zhì)量百分含量為粘結(jié)劑的0. 8% 3%， 過濾層漿料中耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(1.55 L 75) I。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法， 其特征在于步驟四中背層預(yù)濕劑中耐火纖維的質(zhì)量百分含量為粘結(jié)劑的2% 8%，背層漿料中耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I. 3-1. 5) I。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法， 其特征在于步驟五中封漿層預(yù)濕劑中耐火纖維的質(zhì)量百分含量為粘結(jié)劑的2% 8%，封漿層漿料中耐火粉料與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(I. I I. 2) I。
全文摘要
一種鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼的制備方法，本發(fā)明涉及高溫鈦合金熔模鑄造型殼的制備方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的利用纖維提高型殼強度方法制備的型殼涂層厚，透氣性差及操作難度大的技術(shù)問題。制備一、耐火纖維酸洗預(yù)處理；二、制備型殼面層；三、將耐火纖維加入到粘結(jié)劑中得到過渡層預(yù)濕劑，將型殼先在過渡層預(yù)濕劑掛涂，然后再在過渡層漿料掛涂；四、將耐火纖維加入到粘結(jié)劑中得到背層預(yù)濕劑，將型殼在背層預(yù)濕劑和背層漿料中交替掛涂；五、將型殼先在封漿層預(yù)濕劑掛涂，然后再在封漿層漿料掛涂；六、脫蠟燒結(jié)后，得到鈦合金熔模鑄造用纖維增強薄壁型殼。該型殼可用于制備鑄造高溫合金。
文檔編號B22C9/04GK102527937SQ201210068618
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者孔凡濤, 肖樹龍, 趙而團, 陳玉勇 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)