[发明专利]一种含异型内腔的钛及钛合金铸件制备方法

说明书

本发明涉及金属铸造领域，具体公开了一种含异型内腔的钛及钛合金铸件制备方法，所述钛及钛合金铸件具有异型内腔，所述型壳制备包括以下步骤:面层型壳制备:将所述整体蜡模表面涂挂面层浆料，然后去除多余面层浆料；对所述A区整体蜡模、B区整体蜡模和C区整体蜡模进行刷涂或灌涂，增加异型内腔区域面层浆料厚度；对所述整体蜡模进行面层淋砂，形成面层型壳；背层型壳制备：增加背层浆料厚度；多次重复进行背层型壳制备中的第一步和第三步，形成多层背层型壳；对所述多层背层型壳进行焙烧，制备成铸件型壳。通过该方法可制备有含异型内腔的钛及钛合金铸件，能够有效解决有复杂内腔的薄壁精密钛及钛合金铸件难成型的问题。

技术领域

本发明涉及金属铸造领域，具体公开了一种含异型内腔的钛及钛合金铸件制备方法。

背景技术

钛及钛合金铸件被广泛应用于航空、航天、船舶及兵器领域，通常高精度的钛及钛合金铸件主要采用熔模精密铸件技术制备，铸件的内腔主要通过使用预制的陶瓷型芯或金属型芯成形，并在铸件铸成后设法脱除。对于陶瓷型芯，当内腔较长或为异型、内径较细小时，存在脱芯难、铸件内壁光洁度低等问题。对于金属型芯，由于钛及钛合金的化学活性，常采用难熔金属制造型芯，但存在型芯无退让性、难于清理、成本高、应用受限制等问题。也有采用低熔点金属制造型芯，如公开号CN 101745602 A的中国发明专利申请公开一种钛合金熔模铸造用可熔金属型芯的制备方法，该金属型芯材料选择实心铝、镁、锌及其合金，并在金属型芯表面喷涂稀土氧化物。采用该专利中的金属型芯生产有细长内腔的钛合金铸件，金属型芯表面喷涂物易在铸件内表面形成污染层，并且金属型芯的脱除过程会增加生产成本。而公开号为CN 102806311A的中国发明专利申请公开一种钛合金熔模铸件复杂管道成形工艺，该金属型芯采用纯钛或与铸件同牌号的材料，其型壳焙烧温度为980℃～1020℃，保温4～4.5小时，为了减轻长时间高温焙烧导致的金属型芯氧化问题，在金属型芯内充填高温真空除气的石墨粉。采用该工艺生产的有细长内腔的钛合金铸件，金属型芯由于经过β相转变温度以上高温焙烧组织粗化，降低铸件整体性能，同时内部充填的石墨粉在使用前需特殊处理，增加了生产成本，并会造成铸件内腔污染。随着我国航空航天领域的不断发展，钛合金铸件的形状和结构越来越复杂，对有复杂内腔的钛及钛合金铸件的质量和性能提出更高的要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题。为此，本发明提出一种含异型内腔的钛及钛合金铸件制备方法，通过该方法可制备有含异型内腔的钛及钛合金铸件，能够有效解决有复杂内腔的薄壁精密钛及钛合金铸件难成型、尺寸精度低等问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种含异型内腔的钛及钛合金铸件制备方法，所述钛及钛合金铸件具有异型内腔，依次包括以下步骤：基础蜡模制备、整体蜡模制备、型壳制备、熔炼浇注、辅助结构切割打磨以及焊接；

其中，所述基础蜡模制备包括以下步骤：根据钛及钛合金铸件异型内腔的不同结构，将其分为A区整体蜡模、B区整体蜡模以及C区整体蜡模；

所述型壳制备包括以下步骤:

面层型壳制备:将所述整体蜡模表面涂挂面层浆料，然后去除多余面层浆料；

对所述A区整体蜡模、B区整体蜡模和C区整体蜡模进行刷涂或灌涂，增加异型内腔区域面层浆料厚度；

对所述整体蜡模进行面层淋砂，干燥后，形成面层型壳；

背层型壳制备：将所述面层型壳表面涂挂背层浆料，去除多余背层浆料；

对所述A区整体蜡模、B区整体蜡模和C区整体蜡模进行二次刷涂或灌涂，增加背层浆料厚度；

对所述整体面层型壳进行背层淋砂，干燥后，形成第一层背层型壳；

多次重复进行背层型壳制备中的第一步和第三步，形成多层背层型壳；

对所述多层背层型壳进行焙烧，制备成铸件型壳。