[发明专利]钛铝系金属间化合物铸件的型壳、型芯的去除装置及方法

说明书

本发明涉及一种钛铝系金属间化合物铸件型壳、型芯的去除装置及方法。去除方法包括：在型壳、型芯中浇注，铸造成铸件；然后将其置于碱液中，利用水浴加热碱液直至型壳、型芯脱落；碱液为浓度为50％～75％的氢氧化钠溶液。装置包括：由内至外依次嵌套的第一桶、第二桶、第三桶，加热器；第一桶、第二桶和第三桶均为底部封闭、顶部开口的桶；第二桶的外壁和第三桶的内壁之间留有用于容纳液体的空腔，空腔内设有加热棒；第三桶的外壁包裹有保温层；第一桶的底壁和侧壁都分布有多个通孔。本发明利用碱液化学腐蚀去除型壳、型芯，同时配合水浴加热的方式，能够有效清除型壳、型芯，还能保证铸件的完整性，避免裂纹和断裂等质量缺陷问题。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种钛铝系金属间化合物铸件型壳、型芯的去除装置及方法。

背景技术

钛铝系金属间化合物密度低，具有高的比强度和比弹性模量，在高温时仍能保持足够高的强度和刚度，同时它还具有良好的抗蠕变及抗氧化能力，这些优点使其成为航空、航天以及汽车的轻质耐热结构件的最具竞争力的材料。此外，采用熔模精密铸造工艺制备钛铝系金属间化合物构件具有其他方法无法比拟的优点，常用于航空、航天、汽车工业耐热构件，特别是形状复杂薄壁的构件成形，可得到无余量或近无余量的精密复杂构件，大幅度减少金属损耗，提高材料利用率，减少大量机加工，大幅度降低生产成本。然而熔模精密铸造钛铝系金属间化合物铸件的型壳、型芯清除存在困难，采用传统的风镐和高压水清壳，常常使得此类铸件在浇冒口部位开裂甚至断裂，影响钛铝系金属间化合物铸件的应用及推广。

为此，提出本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种钛铝系金属间化合物铸件型壳、型芯的去除装置及方法，该方法及装置利用碱液化学腐蚀去除型壳、型芯，同时配合水浴加热的方式，能够有效清除型壳、型芯，还能保证铸件的完整性，避免裂纹和断裂等质量缺陷问题。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种钛铝系金属间化合物铸件型壳、型芯的去除方法，包括：

在型壳、型芯中浇注，铸造成铸件；然后将其置于碱液中，利用水浴加热所述碱液直至所述型壳、型芯脱落；

其中，所述碱液为浓度为50％～75％的氢氧化钠溶液，所述型壳、型芯为陶瓷材料。

该方法首先将铸型(包含型壳、型芯)和铸件置于碱液中，然后采用水浴加热而非直接对碱液加热，这样间接将热传导给碱液，在高温下碱液与型壳、型芯发声化学反应，型壳、型芯被腐蚀成碎片脱落，完成型壳、型芯的去除。

在该过程中，由于本发明选择特定浓度的碱液，其对常见的型壳、型芯材料(通常为陶瓷)具有很高的腐蚀选择性，对铸件合金化合物不会造成化学损伤，有效避免了断裂或裂纹等问题。

在以上基础上，各步骤的工艺条件还可以进一步调整，以提高铸件的性能，或者选择更具针对性的金属间化合物，具体如下。

优选地，钛铝系金属间化合物为：TiAl4822合金、Ti3Al合金或Ti2AlNb合金，余量为钛。这种类型的合金再配合本发明优选的加热温度、碱液浓度和加热时长，可以进一步提高产品质量，使腐蚀更具针对性。

其中，TiAl4822合金元素含量为：Al 45.5-46.5at％，V 1.5-2.2at％，Cr 1.0-1.6at％。

Ti3Al合金元素含量为：Al 11-12at％，Nb 26-29at％，Mo 1.5-2.2at％，余量为钛。

Ti2AlNb合金元素含量为：Al 9.9-11.9at％，Nb 41.6-44.6at％，余量为钛。

优选地，所述加热的温度在100℃以下。

优选地，所述水浴加热的时间为8～24h。