[发明专利]一种高温合金真空感应熔炼的浇铸系统及其浇铸方法

说明书

本发明涉及高温合金的浇铸技术领域，公开了一种高温合金真空感应熔炼的浇铸系统及其浇铸方法，包括溜槽、过滤盘、分流盘，溜槽内竖直设置有溜槽过滤片，溜槽底端连通有防漩涡浇水口，过滤盘底端嵌有氧化锆蜂窝过滤片。模具组包括模具钢管和分流盘、过滤盘、以及保温箱体。浇注前，模具组预热至设置温度并保温一定时间，溜槽预热、焙烧至浇注；钢液注入溜槽，溢流至溜槽过滤片依次进入防漩涡浇水口、氧化锆蜂窝过滤片后流入分流盘，顺序浇注至模具钢管。本发明对浇铸系统的设计进行了系统性改进。控制钢液在浇注过程中的流动稳定、降温，同时抑制模具钢管内金属的凝固速度，提高铸锭表面质量、减少铸锭中心二次疏松、降低产品中夹杂物的含量。

技术领域

本发明涉及高温合金和其它特种有色金属合金的熔炼、浇铸技术领域，具体涉及一种高温合金真空感应熔炼的浇铸系统及其浇铸方法。

背景技术

铸造高温合金一般都是通过真空感应熔炼，然后浇铸成直径40～90mm的圆坯，被精密铸造用户使用。客户对铸坯的关键质量要求包括：表面质量、内部中心缩孔、夹杂含量。真空精炼工艺、原料成分等因素都影响产品的品质，但是熔炼后期的浇铸过程往往是决定产品质量好坏的关键：

1)需要根据液体合金的凝固温度，准确的控制浇注温度和其过程中的温度变化；

2)控制浇注过程钢液的流动稳定性和合适的浇注速度；

3)钢液中的夹渣需要在通过浇铸系统中得到有效的分离，同时浇铸系统使用的各种耐火材料又不能因受液体冲刷而被带入铸坯形成夹杂。

目前的浇铸方法普遍使用从坩埚到溜槽，再到分流盘的上浇注方法。这种方法的优点是效率高、成品率高(浇道滞留钢液少)等。但存在的缺点是不容易准确控制浇铸速度和凝固温度。同时，耐火材料夹杂容易被带入钢液而影响产品质量。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高温合金真空感应熔炼的浇铸系统及其浇铸方法，针对浇注温度、速度控制的稳定性上对浇铸系统的设计进行了改进。稳定地控制钢液在浇注过程中的流动也有助于降低产品中夹杂物的含量。

技术方案：本发明提供了一种高温合金真空感应熔炼的浇铸系统，包括溜槽以及模具组，所述模具组包括模具钢管和分流盘、过滤盘以及保温箱体，所述溜槽底端出口位于所述过滤盘上方，所述过滤盘与所述分流盘连通，所述分流盘内通过分流盘通孔连通有若干模具钢管，所述模具钢管设置于保温箱体内；所述溜槽底端还连通有防漩涡浇水口，位于防漩涡浇水口上方的所述溜槽内竖直设置有溜槽过滤片，所述过滤盘底端还嵌有氧化锆蜂窝过滤片。

优选地，所述溜槽内还设计有挡渣凸台，所述溜槽过滤片竖直设置于所述防漩涡浇水口和所述挡渣凸台之间。

优选地，所述保温箱体内填充石英砂或其它保温材料。

优选地，所述溜槽过滤片的钢液有效流通截面积S₁防漩涡浇水口的钢液有效流通截面积S₂氧化锆蜂窝过滤片的钢液有效流通截面积S₃分流盘通孔的钢液有效流通截面积S₄。

优选地，所述浇铸系统的设计过程如下：

S1：设计所述溜槽过滤片尺寸和孔径，由需要的浇注速度决定，按1吨钢液为基准，总浇注时间控制在10～20分钟内，相当于钢液在模具钢管内的注速为每秒钟5～10cm，同样按1吨钢液为基准，溜槽过滤片宽度设置为100～200mm，通孔直径为2.5～5mm；

S2：设计防漩涡浇水口的防漩涡结构，所述防漩涡浇水口的出水口尺寸与所述溜槽过滤片的有效流通截面积相匹配；

S3：设计氧化锆蜂窝过滤片，选用10～15ppi的孔隙度；

S4：设计所述分流盘为多组浇铸单元，每3～5个模具钢管为一个浇铸单元，按1吨钢液为基准，每批次浇注2～3个分流盘或6～15个浇铸单元；