[发明专利]薄壁复杂结构钛合金铸件的模壳制备方法

说明书

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种薄壁复杂结构钛合金铸件的模壳制备方法，其适用于薄壁复杂结构钛合金铸件的熔模精密铸造，其使用薄壁复杂钛合金铸件面层和过渡层浆料粘结剂，铸件模壳质量优异，铸件无夹渣缺陷，当铸件厚度小于20mm时，α氧化层较薄，可以通过干吹砂的方式去除；当蜡模表面质量小于3.2时，铸件表面质量介于Ra3.2～6.3之间，表面质量优异。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种薄壁复杂结构钛合金铸件的模壳制备方法，其适用于薄壁复杂结构钛合金铸件的熔模精密铸造。

背景技术

钛合金由于具有比强度高、耐蚀性好以及良好的高低温性能等特点，已经在我国航空航天、化工、舰艇等领域得到了广泛的应用。从20世纪50年代开始，钛合金尤其在航空航天领域中得到了迅速的发展，钛合金作为当代飞机和发动机的主要结构材料之一，不仅可以减轻飞机的重量，而且对于飞机结构的优化具有重大的实质性意义。但是国内针对钛合金的应用主要集中在锻件领域，而钛合金锻件一般都需要采取机加的方式实现最后的近净成型，其生产成本较高，特别是随着各工业领域的快速发展，零件设计趋于薄壁、结构复杂集成化的方向发展，继续使用钛合金锻件不仅难以满足生产要求，而且还会造成生产成本的增加以及原材料的浪费。因此降低钛合金的生产成本和提高原材料的出品率是关系到钛合金发展前景的重大问题。

熔模铸造又称失蜡铸造，采用此工艺生产的铸件具有精密、复杂、接近于零件最后形状的特点，可不加工或很少加工就直接使用，熔模铸造是一种近净成形的先进工艺。因此其被认为是降低钛合金生产成本的有效措施，并被认为是锻造和机加工技术的替代者，其对零件的结构设计要求较低，制造灵活，适合制造形状复杂的构件，现阶段钛合金熔模铸造技术的提高必将推动钛工业的发展。

钛合金铸件的熔模铸造生产工艺已经基本成型，铸件的模壳用浆料大多数采用氧化钇和醋酸锆制备，但是模壳容易出现掉渣的情况，最终会影响到铸件的冶金质量和表面质量。以上问题的出现，已经严重影响了钛合金铸件的发展和应用，因此现阶段需要针对这些问题设计出合适的解决方案。

发明内容

为了提高钛合金薄壁复杂结构铸件的生产工艺，为了更好地加快钛合金铸件替代锻件的可行性，降低钛合金的生产使用成本，提供了一种薄壁复杂结构钛合金铸件的模壳制备方法。

本发明的技术方案为：

一种薄壁复杂结构钛合金铸件的模壳制备方法，其包括以下步骤：

步骤1：压制铸件蜡模，蜡模表面粗糙度需高于Ra3.2；

步骤2：根据浇注系统设计，完成蜡模组型；

步骤3：制备铸件模壳，

3.1)面层和第二层浆料包括以下成分：

(a)蒸馏水、硅溶胶和325目氧化钇-氧化锆粉配比出粘结剂原料基体，粘度要求为0.45～0.55Pa·s，其中硅溶胶和325目氧化钇-氧化锆粉的质量比为92:8；

(b)质量百分比2～4％的乳胶，

(c)质量百分比4～6％的TiO₂，

(d)质量百分比0.2～0.4％的丁二酸二辛基硫磺钠(1％溶液)；

3.2)浆料粘度为8～14s(中国标准量杯)；

3.3)面层和第二层撒砂为100目氧化钇；

加固层和封严层采取硅溶胶模壳方式制备；

步骤4：模壳脱蜡；

步骤5：制备直径为的料锭，完成电极焊接；

步骤6：固定模壳至凝壳炉离心盘，模壳入炉型温：400～600℃；