[发明专利]一种Cr25Ni20Si2高温合金铸件的精密铸造方法

说明书

本发明公开了一种Cr25Ni20Si2高温合金铸件的精密铸造方法，以304不锈钢为基体，添加一定量的微Cr、Ni板、Si铁等原材料熔炼浇注得到，通过铸造工艺凝固模拟系统对工艺方案进行验证及优化；按照制作模具、制壳、炼制钢水、去壳等工序铸造成型所述高温合金铸件。该方法铸造出的Cr25Ni20Si2高温合金，在650℃～1350℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化性、抗燃气腐蚀能力，具有较好的耐氢氧化物腐蚀和耐应力腐蚀能力。

技术领域

本发明涉及到铬镍合金铸造技术领域，具体涉及到一种Cr25Ni20Si2高温合金铸件的精密铸造方法。

背景技术

高温合金材料被广泛应用于航空、航天、舰船、工业燃气轮机等领域，国际市场上每年需求近40万吨，合金材料生产厂家主要集中在西方发达国家，整个行业具有较为明显的寡头特征。在涉及航天航空应用领域的高温合金钢产品，发达国家作为战略军事物资，从不对外出口。

我国高温合金生产企业数量有限，生产能力与需求之间存在较大缺口，高温合金材料的生产工艺落后，按照传统工艺方法生产出的普通高温合金，耐高温性能和耐腐蚀性存在无法满足客户应用的情况，亟需开发出针对特定领域客户的高温合金生产工艺方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，解决现有高温合金铸造生产工艺方法的不足，提供一种Cr25Ni20Si2高温合金铸件的精密铸造方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种Cr25Ni20Si2高温合金铸件的精密铸造方法，主要是以304不锈钢为基体，添加一定量的微Cr、Ni板、Si铁等原材料熔炼浇注而得到，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；