[发明专利]一种Cr25Ni20Si2高温合金铸件的精密铸造方法

权利要求书

1.一种Cr25Ni20Si2高温合金铸件的精密铸造方法，其特征在于，所述合金铸件的精密铸造方法包括以下步骤：

步骤1：制定铸造初始工艺方案，通过铸造工艺凝固模拟系统对所述初始工艺方案进行验证及优化；得到铸造定型工艺方案，根据所述定型工艺方案组织铸造生产；

步骤2：设计和制作模具，根据步骤一所述定型工艺方案，设计、加工和制造模具；

步骤3：制作壳型，运用步骤二所述模具，采用5层半型壳工艺进行制壳，其中，脱蜡前干燥时间不少于24小时，脱蜡采用脱蜡釜蒸汽脱蜡，压力0.7～0.8MPa，在室温22～27℃，相对湿度50％～70％的环境下进行；所述壳型的各壳层的制作工艺如下：

步骤301：涂覆面层，采用面层涂料，100～120目锆英粉完成撒砂，作业温度22～26℃，相对湿度50％～70％，预湿剂采用浸硅溶胶溶液，所述面层的涂层的干燥时间为4～6小时；

步骤302：涂覆过渡层,采用过渡层涂料，30～60目锆英砂完成撒砂，作业温度22～26℃，湿度40～60％，风速6～8m/s，过渡层涂层的干燥时间为不少于8小时；

步骤303：涂覆背层，包括背层一、背层二和背层三，均采用背层涂料，16～30目莫来石砂完成撒砂，作业温度22～26℃，湿度40～60％，风速6～8m/s；干燥时间不少于12小时；

步骤304：涂覆半层，所述半层采用背层涂料，且干燥时间不少于14小时；

步骤4：合金的熔炼，待步骤3中所述壳型制造完成后开始合金的熔炼；包括以下步骤，

步骤401：采用304不锈钢、微Cr、Ni板、Si铁为熔炼的原材料，成分按重量配比依次为54％～57％、24％～28％、15％～18％、1％～2％；中频炉进行熔炼，按照304不锈钢、微Cr、Ni板、Si铁顺序依次投料，熔池出现后控制炉温在1580～1620℃；

步骤402：熔炼过程中，钢水表面采用除渣剂覆盖，加入结晶硅，并再次用除渣剂覆盖；

步骤403：钢水在高温熔炼完毕后断电静置，让所述钢水自然降温到1490～1510℃；

步骤5：合金的浇注，待步骤4中的所述钢水温度降到1490～1510℃再进行浇注；浇注需要进行转包，在中频炉炉嘴采用石英棉挡渣，将钢水转入茶壶包，再将钢水浇入所述壳型中，浇注和转包过程控制浇注温度1470～1490℃，浇注完毕，所述壳型的浇冒口采用保温剂覆盖，让合金铸件缓慢冷却，浇注完毕后至完全冷却前所述壳型保持静置至合金铸件成型；

步骤6：脱壳工艺，通过高压水枪或者振动形式，去除砂壳型，并清理干净，得到所述合金铸件。

2.根据权利要求1所述的Cr25Ni20Si2高温合金铸件的精密铸造方法，其特征在于，所述初始工艺方案包括浇注系统的设计、型腔结构及尺寸、冒口尺寸及位置、合金成分及配比、浇注温度及浇注时间。

3.根据权利要求1所述的Cr25Ni20Si2高温合金铸件的精密铸造方法，其特征在于，步骤1中所述铸造工艺凝固模拟系统进行浇注、凝固及微观组织的模拟，优化冒口位置；通过热、微观组织耦合计算，预测铸造缩孔、缩松，根据模拟结果调整所述初始工艺方案并得到所述定型工艺方案。

4.根据权利要求1所述的Cr25Ni20Si2高温合金铸件的精密铸造方法，其特征在于，所述壳型从内至外依次包括所述面层、所述过渡层、所述背层一、所述背层二、所述背层三及所述半层。

5.根据权利要求1所述的Cr25Ni20Si2高温合金铸件的精密铸造方法，其特征在于，每百公斤所述面层涂料的材料配比为：硅溶胶10kg、锆英粉36～40kg、湿润剂16ml、消泡剂12ml、其余为水或酒精；每百公斤所述过渡层涂料的材料配比为：硅溶胶10kg、莫来石粉16～17kg、其余为水或酒精；每百公斤背层涂料的材料配比为：硅溶胶10kg、莫来石粉14～15kg、其余为水或酒精。