[发明专利]一种高强度铝合金涡轮叶轮注射成型的方法

摘要

一种高强度铝合金涡轮叶轮注射成型的方法，属于航空发动机涡轮制备技术领域，包括原料配置、粘合剂配料、一次熔炼、二次熔炼、注射成型、溶剂脱脂、热脱脂、烧结、固溶处理和时效处理。采用本发明的方法，通过成分均匀性改善和晶粒细化等大幅度提高了涡轮叶轮合金的机械力学性能，强度可以达到航空发动机涡轮叶轮的使用要求。

主权项

1.一种高强度铝合金涡轮叶轮注射成型的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：称取以下重量百分比的原料粉末：Al93.924％、Cu4.87％、Mn0.506％、Ti0.27％、Cd0.16％、V0.12％、Zr0.15％，放入容器中，并向容器中倒入100重量份的无水乙醇，容器放到KQ3200B超声仪内，使用搅拌器一边搅拌一边进行超声震荡15分钟，使团聚在一起的粉末充分分散，然后将容器内的混合物倒入聚氨酯混料罐内，再按10:1的球料比放入硬质合金球，在球磨机上匀速混合24小时，最后利用真空干燥箱真空干燥48小时，待干燥完毕后利用研钵得到混合金属粉末；步骤二：粘合剂配料：按以下重量份的原料进行配料备用：巴西棕榈蜡70重量份，低密度聚乙烯20重量份，石蜡10重量份，聚丙烯9重量份，硬脂酸2重量份；步骤三：一次熔炼：钳锅预热，预热功率为2kW，预热5min后充氩气至500Pa，然后将熔炼功率提升至40kW，加入88重量份的混合金属粉末，此时金属粉末逐渐熔化并渗入钳锅底部，继续提升功率至100kW，待金属粉末熔化完全后加入12重量份的粘合剂，粘合剂各原料的加入顺序为：先加入巴西棕榈蜡及石蜡，再加入低密度聚乙烯及聚丙烯，最后加入硬脂酸，钳锅内溶炼10min，最后升功率至120kW，熔炼5min后停功率使熔炼合金在钳锅内凝固；步骤四：二次熔炼：将一次熔炼合金翻转一面后再放入钳锅进行二次熔炼，钳锅预热功率为40kW，预热5min后充氩气至400Pa，然而提升功率至100kW，熔炼10min，最后升功率至120kW，搅拌5min后降功率至100kW；步骤五：将二次熔炼合金加入到注射成形机中注射成型，注射参数为：注射压力120MPa，保压1s，注射温度为140℃，注射3s，冷却5‑10s，得注射成型的试样；步骤六：溶剂脱脂：采用二硫化碳进行常温下溶剂脱脂，脱脂时间为20h；步骤七：热脱脂：将溶剂脱脂后的试样，放入管式炉中按0‑120℃升温时间60min、120‑300℃升温时间180min、300‑450℃升温时间240min、450℃保温60min、450‑620℃升温时间90min、620℃保温60min、620‑850℃升温时间60min、850℃保温60min的热脱脂工艺进行热脱脂，脱脂气氛条件为真空+氩气；步骤八：烧结：采用真空烧结工艺，真空度达到1×10^‑2MPa以上，先以10℃/min升温至200℃，保温5min；再以2.3℃/min升温至550℃，保温20min；继续升温至1240℃，分别在800℃、1000℃、1240℃温度下保温40min、60min、60min，随后试样随炉缓冷；步骤九：试样固溶处理：固溶温度1210℃，保温时间2h；步骤十：试样时效处理：时效温度750℃，保温时间16h。