本發(fā)明屬于精密鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種適用于尺寸精度要求高的各類(lèi)金屬葉片的精密鑄造方法。

背景技術(shù)：

在眾多的鑄造工藝方法中，熔模精密鑄造所具有的競(jìng)爭(zhēng)力最全面：尺寸精度高、表面質(zhì)量好，可用于多種合金、生產(chǎn)批量靈活。正因?yàn)槿绱?，熔模精密鑄造鑄件幾乎覆蓋了工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域，成為重要的金屬零件成型手段。采用熔模精密鑄造工藝制備TiAl 基合金構(gòu)件，特別是形狀復(fù)雜的構(gòu)件，可得到無(wú)余量或近無(wú)余量的精密復(fù)雜構(gòu)件，大幅度減少金屬損耗，提高材料的利用率，減少大量機(jī)加工工時(shí)，大幅度降低生產(chǎn)成本。

目前使用較多的鈦合金精密鑄造用型殼，大致可分為：石墨型殼、鎢面層陶瓷型殼、氧化物陶瓷型殼等。但是由于模具形成方式的不足以及鑄造過(guò)程的參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致成型后的零件表面和內(nèi)部缺陷均比較多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種尤其適宜葉片的金屬零件精密鑄造方法，可大幅度減少金屬損耗，提高材料的利用率，并保證了葉片表面缺陷的良好消除率。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種適宜葉片的金屬零件精密鑄造方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行:模具制造，原料熔煉，離心鑄造，切邊和噴砂，熱等靜壓；

所述模具制造的步驟為:將熔模浸入到面層涂料中沾漿取出，然后進(jìn)行面層的撒砂、干燥，得到模殼，將模殼放入加熱爐中，在溫度為400 ～500℃保溫2.5 ～3h，然后繼續(xù)升溫為800 ～900℃，保溫2.5 ～3h，繼續(xù)升溫為1000 ～1100℃，保溫2.5 ～3h，然后隨爐冷卻到室溫，得到模具；

所述原料熔煉的步驟為:先采用惰性氣體對(duì)坩堝熔煉室進(jìn)行4～6次的沖洗，最終保持坩堝熔煉室的真空度為10-5 ～10-3mbar ，待熔煉的原材料為純鋁、鈮化鋁、純碳和海綿鈦，放入坩堝熔煉室進(jìn)行熔煉；

所述離心鑄造的步驟為:兩次冷卻，兩次成型；

第一次冷卻的步驟為，出爐空冷，將型芯溶出后，清洗零件并烘干；第二次成型的步驟為，將第一次冷卻后得到的鑄件放入預(yù)熱到800 ～ 900℃的模具中，然后在加熱爐內(nèi)加熱到1100 ～1150℃，然后進(jìn)行離心鑄造，離心轉(zhuǎn)速為310rpm， 澆鑄時(shí)間為6 ～10s ；第二次冷卻的步驟為，出爐空冷；

所述切邊和噴砂的步驟為，采用機(jī)械方法清除型殼，將澆鑄系統(tǒng)切除，用高壓水切掉工藝邊，進(jìn)行噴砂處理；

所述熱等靜壓的溫度為950～990℃，熱等靜壓的壓力為100～180MPa，保壓時(shí)間為3 ～6 小時(shí)。

所述的惰性氣體對(duì)坩堝熔煉室進(jìn)行4～8次的沖洗為，先將坩堝熔煉室抽真空至10-5 ～ 10-3mbar，然后充入氬氣至10 ～ 14mbar，然后再抽真空至10-5 ～ 10-3mbar，如此反復(fù)共4 ～6次。

所述金屬葉片的材質(zhì)為鈦鋁合金，所述鈦鋁合金的組成按重量百分比為40～ 45% 的鋁、3 ～ 4.5% 的鈮、0.2 ～ 0.6% 的碳，余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果是：通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的模具，使得模具符合尺寸精度要求高的各類(lèi)葉片的精密鑄造的特定需求；通過(guò)離心鑄造參數(shù)的設(shè)定，使得內(nèi)部缺陷得到很好的消除；通過(guò)二次成型和二次冷卻，使得鑄件內(nèi)部組織均勻穩(wěn)定，內(nèi)部缺陷得到非常好的消除，并且保證了表面缺陷的良好的消除率；熱等靜壓參數(shù)的設(shè)定使得內(nèi)部微觀組織更加均勻，能滿(mǎn)足尺寸精度要求高的各類(lèi)金屬葉片的精密鑄造要求。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

模具制造的步驟為:將熔模浸入到面層涂料中沾漿取出，然后進(jìn)行面層的撒砂、干燥，得到模殼，將模殼放入加熱爐中，在溫度為400 ～ 450℃保溫2.5h，然后繼續(xù)升溫為800 ～ 900℃，保溫2.5 h，繼續(xù)升溫為1000 ～ 1050℃，保溫3h，然后隨爐冷卻到室溫，得到模具；

原料熔煉的步驟為:先采用惰性氣體對(duì)坩堝熔煉室進(jìn)行4次的沖洗，即先將坩堝熔煉室抽真空至10-5 ～10-3mbar，然后充入氬氣至10 ～ 14mbar，然后再抽真空至10-5 ～10-3mbar，如此反復(fù)4次。最終保持坩堝熔煉室的真空度為10-5 mbar ，待熔煉的原材料為純鋁、鈮化鋁、純碳和海綿鈦，放入坩堝熔煉室進(jìn)行熔煉；

離心鑄造的步驟為:兩次冷卻，兩次成型；

第一次冷卻的步驟為，出爐空冷，將型芯溶出后，清洗零件并烘干；第二次成型的步驟為，將第一次冷卻后得到的鑄件放入預(yù)熱到800 ～ 900℃的模具中，然后在加熱爐內(nèi)加熱到1100 ～ 1150℃，然后進(jìn)行離心鑄造，離心轉(zhuǎn)速為310rpm， 澆鑄時(shí)間為6s ；第二次冷卻的步驟為，出爐空冷；

切邊和噴砂的步驟為，采用機(jī)械方法清除型殼，將澆鑄系統(tǒng)切除，用高壓水切掉工藝邊，進(jìn)行噴砂處理；

熱等靜壓的溫度為950～990℃，熱等靜壓的壓力為100MPa，保壓時(shí)間為6小時(shí)。

金屬葉片的材質(zhì)為鈦鋁合金，鈦鋁合金的組成按重量百分比為40%的鋁、4.5% 的鈮、0.2% 的碳，余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。

實(shí)施例2：

模具制造的步驟為:將熔模浸入到面層涂料中沾漿取出，然后進(jìn)行面層的撒砂、干燥，得到模殼，將模殼放入加熱爐中，在溫度為450 ～ 500℃保溫3h，然后繼續(xù)升溫為800 ～900℃，保溫3h，繼續(xù)升溫為1050 ～ 1100℃，保溫2.5h，然后隨爐冷卻到室溫，得到模具；

原料熔煉的步驟為:先采用惰性氣體對(duì)坩堝熔煉室進(jìn)行6次的沖洗，即先將坩堝熔煉室抽真空至10-5 ～10-3mbar，然后充入氬氣至10 ～ 14mbar，然后再抽真空至10-5 ～10-3mbar，如此反復(fù)6次。最終保持坩堝熔煉室的真空度為10-3mbar ，待熔煉的原材料為純鋁、鈮化鋁、純碳和海綿鈦，放入坩堝熔煉室進(jìn)行熔煉；

離心鑄造的步驟為:兩次冷卻，兩次成型；

第一次冷卻的步驟為，出爐空冷，將型芯溶出后，清洗零件并烘干；第二次成型的步驟為，將第一次冷卻后得到的鑄件放入預(yù)熱到800 ～ 900℃的模具中，然后在加熱爐內(nèi)加熱到1100 ～ 1150℃，然后進(jìn)行離心鑄造，離心轉(zhuǎn)速為310rpm， 澆鑄時(shí)間為10s ；第二次冷卻的步驟為，出爐空冷；

切邊和噴砂的步驟為，采用機(jī)械方法清除型殼，將澆鑄系統(tǒng)切除，用高壓水切掉工藝邊，進(jìn)行噴砂處理；

熱等靜壓的溫度為950～990℃，熱等靜壓的壓力為180MPa，保壓時(shí)間為3小時(shí)。

金屬葉片的材質(zhì)為鈦鋁合金，鈦鋁合金的組成按重量百分比為45%的鋁、3%的鈮、0.6%的碳，余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。