[发明专利]一种钛合金铸件、型壳及型壳制备方法

说明书

本发明属于钛合金铸件熔模铸造技术领域，具体涉及一种钛合金铸件、型壳及型壳制备方法，其中型壳制备方法包括：S1：制作支撑芯骨和中心芯骨；S2：制作内置所述中心芯骨的浇注系统蜡模；S3：制作结构件蜡模和冒口蜡模；S4：将浇注系统蜡模和冒口蜡模连接于结构件蜡模的两侧；将支撑芯骨连接于冒口蜡模远离结构件蜡模的一侧，连接支撑芯骨和中心芯骨，得到整体蜡模；S5：对整体蜡模进行型壳制备，并在制备完成后执行蜡模脱蜡工序，得到钛合金铸件的型壳。上述型壳制备方法不仅保证了型壳制备过程中的强度问题，还避免芯骨影响型壳内腔的表面质量，降低了型壳和铸件缺陷，使铸件达到高尺寸精度和高表面粗糙度的设计要求。

技术领域

本发明属于钛合金铸件熔模铸造技术领域，具体涉及一种钛合金铸件、型壳及型壳制备方法。

背景技术

钛合金熔模铸造是工业制造高尺寸精度、低表面粗糙度、复杂结构产品的主要方法，已被广泛用于制造航空航天、石油、化工等领域部件。其铸造工艺中设计的浇注系统形成铸件浇注过程的金属液通道，同时也支承整个模组在涂料工序的操作。近年来，随着钛合金精密铸造技术和精密铸件的技术水平、铸件应用数量的提升，铸件结构设计上不断出现大型铸件和复杂多结构集成铸件，这就对铸造过程中蜡模、型壳或铸件的形状轮廓精度均提出了更高的要求；例如，一类用于航空航天工业领域的钛合金薄壁机匣类零件，在型壳制备过程中一般采用复杂浇注系统，辅助以金属芯骨和拉筋来提升型壳整体刚度。具体的，首先根据浇注系统设置具有纵向支撑和横向支撑的金属芯骨，然后将金属芯骨内置于浇道盘中，压蜡后形成内置芯骨的浇道盘，并利用金属的纵向支撑和横向支撑的刚性连接支承模组重量。后续经组模和涂料完成型壳制备，为保证整体强度要在浇口面协调拉筋。

但是由于芯骨要预埋在浇道盘内，后续型壳制备完成要从型壳内取出，因此存在一些风险，具体如下：

1.要求芯骨必须表面清洁，不能带入杂质影响型壳质量；

2.芯骨外轮廓受浇道设计尺寸限制，芯骨结构强度有局限性，特别回收使用过程中易变形报废；

3.芯骨之间配合组装要求有一定精度，以保证浇道盘尺寸；

4.型壳制备完成后在芯骨抽出型壳过程中易导致型壳内部划伤、磕碰；

5.增加拉筋会增加模组复杂程度，淋砂过程工艺易产生遮挡，导致型壳出现质量问题。

即，虽然上述工艺保证了型壳制备过程中的强度问题，加大了型壳结构复杂程度和质量的控制难度，导致型壳制备过程涂挂不均匀，后续干燥和焙烧过程出现型壳开裂、破损等缺陷，铸件浇注过程中形成铸件内处部冶金缺陷，往往在浇铸成型以后还要对铸件进行补焊或修复，对铸件的表面质量影响很大，从而无法达到高尺寸精度和高表面粗糙度铸件的设计要求，导致铸件报废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛合金铸件、型壳及型壳制备方法，以至少解决上述钛合金铸件型壳制作过程中的一个问题。

本发明第一方面提供了一种钛合金铸件的型壳制备方法，包括：

S1：针对钛合金铸件结构和浇注系统方案制作支撑芯骨和中心芯骨；

S2：针对钛合金铸件结构制作内置所述中心芯骨的浇注系统蜡模；

S3：针对钛合金铸件结构制作结构件蜡模和冒口蜡模；

S4：将所述浇注系统蜡模和所述冒口蜡模连接于所述结构件蜡模的两侧；将所述支撑芯骨连接于所述冒口蜡模远离所述结构件蜡模的一侧，连接所述支撑芯骨和所述中心芯骨，得到整体蜡模；

S5：对整体蜡模进行型壳制备，并在制备完成后执行蜡模脱蜡工序，去除支撑芯骨、中心芯骨和蜡料，得到钛合金铸件的型壳。

如上所述的钛合金铸件的型壳制备方法，进一步优选为，所述中心芯骨呈圆柱状；所述中心芯骨穿设于所述结构件蜡模的中心或外周。