一种钛合金精铸复合型壳 |
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| 申请号 | CN201710688353.9 | 申请日 | 2017-08-12 | 公开(公告)号 | CN107414017A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 合肥市田源精铸有限公司; | 发明人 | 孙爱琴; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及精密 铸造 技术领域，公开了一种 钛 合金 精铸复合 型壳 ，对氮化 硅 和氮化 硼 进行高温 热压 处理作为耐火材料，使用硅溶胶作为 粘合剂 ，制备得到粉液比为1.3-1.4g/ml的涂料，每涂挂和撒砂一层后，进行一次干燥工序， 焙烧 工艺分为两个阶段，焙烧得到的型壳表面平整致密，没有明显的裂纹，方便了浇注的正常进行，避免了漏液、跑火等影响铸件 质量 的问题，保证了铸件的质量，本发明对普通的氮化物进行热压处理，使得氮化物粉体形状得到显著提高， 比表面积 大幅降低，使得氮化物在钛合金熔模精铸型壳材料中显示出突出的优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种钛合金精铸复合型壳，其特征在于，对氮化硅和氮化硼进行高温热压处理作为耐火材料，使用硅溶胶作为粘合剂，制备得到粉液比为1.3-1.4g/ml的涂料，每涂挂和撒砂一层后，进行一次干燥工序，焙烧工艺分为两个阶段：在加热温度在850℃以下时，焙烧介质为空气；加热温度高于850℃后，在氮气保护下焙烧，加热温度达到1000-1100℃时，停止加热，保温1.5-2.0小时，随后自然冷却，当炉内温度低于800℃时，停止通入氮气，冷水降温至室温后，后即可进行钛合金浇注。 |
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| 说明书全文 | 一种钛合金精铸复合型壳技术领域背景技术[0002] 钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。钛合金是以钛元素为基础加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：钛是同素异构体，熔点为1668℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α-钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β-钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及组分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。 [0003] 钛合金熔模精密铸造工艺是钛合金成型的重要方法，其中制壳材料的选择对于钛合金铸件的性能有着重要影响，当前应用在钛合金铸造上的型壳多采用耐高温耐火材料，如氧化锆，石墨块，但是存在着成本高、工艺性能差，容易与钛合金产生反应形成脆性层的一系列问题。而普通的氮化物比表面积大，流动性差，无法用于熔模精铸型壳的造型材料。 发明内容[0004] 本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种钛合金精铸复合型壳，对普通的氮化物进行热压处理，使得氮化物粉体形状得到显著提高，比表面积大幅降低，使得氮化物在钛合金熔模精铸型壳材料中显示出突出的优点。 [0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种钛合金精铸复合型壳，对氮化硅和氮化硼进行高温热压处理作为耐火材料，使用硅溶胶作为粘合剂，制备得到粉液比为1.3-1.4g/ml的涂料，每涂挂和撒砂一层后，进行一次干燥工序，焙烧工艺分为两个阶段：在加热温度在850℃以下时，焙烧介质为空气；加热温度高于850℃后，在氮气保护下焙烧，加热温度达到1000-1100℃时，停止加热，保温1.5-2.0小时，随后自然冷却，当炉内温度低于800℃时，停止通入氮气，冷水降温至室温后，后即可进行钛合金浇注。 [0006] 作为对上述方案的进一步改进，所述复合型壳有7-9个涂挂层组成，涂挂层每层厚度为0.2-0.4毫米，待型壳面层完全干燥后再涂挂邻层和背层。 [0007] 作为对上述方案的进一步改进，所述硅溶胶含固体质量百分数为25-28%。 [0008] 作为对上述方案的进一步改进，涂挂和撒砂后面层干燥采用自然干燥方式，控制干燥温度为 25-30℃，空气相对湿度为55-60%，干燥时间为6-8小时，邻层和背层采用风吹干燥方式，控制干燥温度为 20-25℃，空气相对湿度为50-55%，干燥时间为10-12小时。 [0009] 本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有耐火材料的不足以及普通氮化物无法利用在精铸涂层领域的问题，本发明提供了一种钛合金精铸复合型壳，对氮化硅和氮化硼进行高温热压处理作为耐火材料，使用硅溶胶作为粘合剂，制备得到粉液比为1.3-1.4g/ml的涂料，每涂挂和撒砂一层后，进行一次干燥工序，焙烧工艺分为两个阶段，焙烧得到的型壳表面平整致密，没有明显的裂纹，方便了浇注的正常进行，避免了漏液、跑火等影响铸件质量的问题，保证了铸件的质量，本发明对普通的氮化物进行热压处理，使得氮化物粉体形状得到显著提高，比表面积大幅降低，使得氮化物在钛合金熔模精铸型壳材料中显示出突出的优点。 具体实施方式[0010] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。 [0011] 实施例1一种钛合金精铸复合型壳，对氮化硅和氮化硼进行高温热压处理作为耐火材料，使用硅溶胶作为粘合剂，制备得到粉液比为1.3-1.4g/ml的涂料，每涂挂和撒砂一层后，进行一次干燥工序，焙烧工艺分为两个阶段：在加热温度在850℃以下时，焙烧介质为空气；加热温度高于850℃后，在氮气保护下焙烧，加热温度达到1000℃时，停止加热，保温1.5小时，随后自然冷却，当炉内温度低于800℃时，停止通入氮气，冷水降温至室温后，后即可进行钛合金浇注。 [0012] 作为对上述方案的进一步改进，所述复合型壳有7个涂挂层组成，涂挂层每层厚度为0.2毫米，待型壳面层完全干燥后再涂挂邻层和背层。 [0013] 作为对上述方案的进一步改进，所述硅溶胶含固体质量百分数为25%。 [0014] 作为对上述方案的进一步改进，涂挂和撒砂后面层干燥采用自然干燥方式，控制干燥温度为 25℃，空气相对湿度为55%，干燥时间为6小时，邻层和背层采用风吹干燥方式，控制干燥温度为 20℃，空气相对湿度为50%，干燥时间为10小时。 [0015] 实施例2一种钛合金精铸复合型壳，对氮化硅和氮化硼进行高温热压处理作为耐火材料，使用硅溶胶作为粘合剂，制备得到粉液比为1.35g/ml的涂料，每涂挂和撒砂一层后，进行一次干燥工序，焙烧工艺分为两个阶段：在加热温度在850℃以下时，焙烧介质为空气；加热温度高于850℃后，在氮气保护下焙烧，加热温度达到1050℃时，停止加热，保温1.8小时，随后自然冷却，当炉内温度低于800℃时，停止通入氮气，冷水降温至室温后，后即可进行钛合金浇注。 [0016] 作为对上述方案的进一步改进，所述复合型壳有8个涂挂层组成，涂挂层每层厚度为0.3毫米，待型壳面层完全干燥后再涂挂邻层和背层。 [0017] 作为对上述方案的进一步改进，所述硅溶胶含固体质量百分数为26%。 [0018] 作为对上述方案的进一步改进，涂挂和撒砂后面层干燥采用自然干燥方式，控制干燥温度为 28℃，空气相对湿度为58%，干燥时间为7小时，邻层和背层采用风吹干燥方式，控制干燥温度为 22℃，空气相对湿度为52%，干燥时间为11小时。 [0019] 实施例3一种钛合金精铸复合型壳，对氮化硅和氮化硼进行高温热压处理作为耐火材料，使用硅溶胶作为粘合剂，制备得到粉液比为1.4g/ml的涂料，每涂挂和撒砂一层后，进行一次干燥工序，焙烧工艺分为两个阶段：在加热温度在850℃以下时，焙烧介质为空气；加热温度高于850℃后，在氮气保护下焙烧，加热温度达到1100℃时，停止加热，保温2.0小时，随后自然冷却，当炉内温度低于800℃时，停止通入氮气，冷水降温至室温后，后即可进行钛合金浇注。 [0020] 作为对上述方案的进一步改进，所述复合型壳有9个涂挂层组成，涂挂层每层厚度为0.4毫米，待型壳面层完全干燥后再涂挂邻层和背层。 [0021] 作为对上述方案的进一步改进，所述硅溶胶含固体质量百分数为28%。 [0022] 作为对上述方案的进一步改进，涂挂和撒砂后面层干燥采用自然干燥方式，控制干燥温度为30℃，空气相对湿度为60%，干燥时间为8小时，邻层和背层采用风吹干燥方式，控制干燥温度为 25℃，空气相对湿度为55%，干燥时间为12小时。 [0023] 对比例1与实施例1的区别仅在于，使用氧化钇和氧化锆混合材质作为耐火材料，其余保持一致。 [0024] 对比例2与实施例2的区别仅在于，焙烧工艺中均使用同一介质，冷却过程使用冷却水之间冷却，其余保持一致。 [0025] 对比例3与实施例3的区别仅在于，涂挂和撒砂后面层、邻层和背层干燥采用自然干燥方式，控制干燥温度为35℃，空气相对湿度为70%，干燥时间为12小时。 [0026] 其余保持一致。 [0027] 对比实验分别使用实施例1-3和对比例1-3的方法加工制备钛合金精铸复合型壳，使用石墨材质型壳作为对照，分别进行钛合金的浇注，将钛合金的浇注性能进行比较，结果如下表所示： 本发明对普通的氮化物进行热压处理，使得氮化物粉体形状得到显著提高，比表面积大幅降低，使得氮化物在钛合金熔模精铸型壳材料中显示出突出的优点。 |
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