[发明专利]一种用一体式蜡模制备航天发动机用TiAl合金弯管铸件的方法

摘要

一种一体式蜡模及用其制备发动机用TiAl合金弯管铸件的方法。本发明涉及一种蜡模及用其制备发动机用弯管铸件的方法。本发明的目的是要解决目前航空航天发动机弯管密度大，阻燃性能差的问题。产品包括圆柱状蜡柱、多个长条块蜡柱、主浇道蜡柱、多个弯管蜡模和分浇道蜡柱。方法：一、型壳制备；二、脱蜡与焙烧；三、合金的浇注。本发明的弯管铸件高温阻燃性能优异，室温塑性好，满足点火之前的抗震性能。

主权项

1.用一体式蜡模制备航天发动机用TiAl合金弯管铸件的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、型壳制备：①将一体式蜡模浸入面层浆料中，使一体式蜡模表面被面层浆料涂覆，然后将涂覆有面层浆料的一体式蜡模提起，再进行多轴转动，转动的同时采用雨淋式撒砂机在涂覆有面层浆料的一体式蜡模表面均匀淋撒一层ZrO2砂，然后转至恒温恒湿的条件下干燥22h～24h，得到面层型壳；②将步骤一①得到的面层型壳浸入步骤一①面层浆料中，使面层型壳表面被面层浆料涂覆，然后将涂覆有面层浆料的面层型壳提起，再进行多轴转动，转动的同时采用雨淋式撒砂机在涂覆有面层浆料的面层型壳表面均匀淋撒一层ZrO2砂，然后转至恒温恒湿的条件下干燥22h～24h，得到临面层型壳；③将步骤一②得到的临面层型壳浸入背层浆料中，使临面层型壳表面被背层浆料涂覆，然后将涂覆有背层浆料的临面层型壳提起，再进行多轴转动，转动的同时采用雨淋式撒砂机在涂覆有背层浆料的临面层型壳表面均匀淋撒一层莫来石砂然后转至恒温恒湿的条件下干燥22h～24h，得到背层型壳；④将步骤一③得到的背层型壳浸入背层浆料中，使背层型壳表面被背层浆料涂覆，然后将涂覆有背层浆料的背层型壳提起，在恒温恒湿的条件下干燥45h～50h，得到封浆后的型壳；步骤一①中所述的一体式蜡模包括圆柱状蜡柱(1)、多个长条块蜡柱(2)、主浇道蜡柱(3)、多个弯管蜡模(4)和分浇道蜡柱(5)，所述多个长条块蜡柱(2)与圆柱状蜡柱(1)外切形成多边形边框，所述长条块蜡柱(2)与圆柱状蜡柱(1)通过主浇道蜡柱(3)相连，所述每个长条块蜡柱(2)和每个弯管蜡模(4)的法兰底部之间设置有两个分浇道蜡柱(5)；步骤一①中所述面层浆料由ZrO2粉和碳酸锆铵组成，其中ZrO2粉与碳酸锆铵的质量比为(2.5～3.0)：1；步骤一①中所述恒温恒湿参数为：温度为25℃，湿度为50％～60％；步骤一②中所述面层浆料与步骤一①中所述面层浆料相同；步骤一③中所述背层浆料由硅溶胶和煤矸石粉组成，其中硅溶胶与煤矸石粉的质量比为1：(1.8～2.3)；步骤一③中所述恒温恒湿参数为：温度为25℃，湿度为50％～60％；步骤一④中所述面层浆料与步骤一③中所述面层浆料相同；二、脱蜡与焙烧：将步骤一得到的封浆后的型壳进行蒸汽脱蜡，脱蜡压力为0.5MPa～0.7MPa，脱蜡时间6min～10min，将脱蜡完成的型壳放入高温马弗炉中随炉升温至温度为400℃，并在温度为400℃下保温2h，继续升温至温度为900℃，并温度为900℃下保温2h，完成焙烧，得到弯管型壳；三、合金的浇注：将海绵钛、铝锭、AlNb和AlV中间合金置于真空水冷铜坩埚熔炼炉内，熔炼炉抽真空至4Pa～10Pa后开始熔炼，熔炼过程中以1KW/s～3KW/s的速率将熔炼炉功率提升至400KW～500KW，然后在功率为400KW～500KW的条件下进行熔炼，合金完全熔化后，在功率为400KW～500KW的条件下保温10min～20min，然后在转速为200r/min～300r/min的离心条件下将熔体浇注到步骤二得到的弯管型壳对应一体式蜡模的圆柱状蜡柱的位置之中，脱壳后喷砂，得到弯管铸件；所述弯管铸件成分配比为Ti‑46Al‑8Nb‑2.5V；将熔体浇注到步骤二得到的弯管型壳之前，先将弯管型壳在温度为600～800℃的条件下保温2h～5h进行干燥和预热。