一种用砂型铸造钛合金铸件的方法 |
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| 申请号 | CN201511013735.9 | 申请日 | 2015-12-31 | 公开(公告)号 | CN105478658A | 公开(公告)日 | 2016-04-13 |
| 申请人 | 沈阳化工大学; | 发明人 | 曹大力; | ||||
| 摘要 | 一种用砂型 铸造 钛 合金 铸件的方法，涉及一种铸造方法，该方法生产钛合金采用砂型铸造，生产钛合金铸件的 面层 材料或涂料采用TiC0.47-0.7；所述方法包括如下过程：铸造钛合金面层材料采用TiC0.47-0.7陶瓷砂和/或涂料，使用二 醋酸 锆/或Ti-CoatN/或酚 醛 树脂 为粘结剂，将其制成浇注钛合金所需的模型，在 真空 /或后充氩气的条件下，将钛合金浇入铸型中，待铸件 温度 降低至室温时取出制得表面光滑的钛合金铸件，TiC0.47-0.7陶瓷砂和涂料经过回收处理后，可循环使用。本 发明 可以采用TiC0.47-0.7陶瓷砂和/或涂料替代 氧 化钇，降低生产成本，解决钛合金面层造 型材 料的资源短缺、昂贵和生产工艺复杂的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用砂型铸造钛合金铸件的方法，其特征在于：使用砂型铸造钛及钛合金铸件，铸造钛合金面层材料采用TiC0.47-0.7陶瓷砂和/或涂料，使用二醋酸锆/或Ti-CoatN/或酚醛树脂为粘结剂，将其制成浇注钛合金所需的模型，在真空/或后充氩气的条件下，将钛合金浇入铸型中，待铸件温度降低至室温时取出制得表面光滑的钛合金铸件，TiC0.47-0.7陶瓷砂和涂料经过回收处理后，可循环使用。 |
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| 说明书全文 | 一种用砂型铸造钛合金铸件的方法技术领域背景技术[0002] 钛及钛合金具有密度小、比强度高、抗氧化、抗疲劳、耐腐蚀性等优点，是优秀的结构和功能材料，享有“全能金属”等美誉。在国防、航空航天、航海、石油、化工、医疗、冶金等领域得以广泛的应用。熔模精密铸造法是钛合金成型的重要方法之一，工艺复杂；而且由于钛具有很高的化学活性，熔融钛几乎能和所有的耐火材料发生反应，常用的耐火材料，都会与熔融钛发生剧烈反应，而无法用于钛合金的熔模精密铸造面层造型材料，化学稳定性较高的氧化钇是目前钛合金熔模精密铸造中的造型材料，但这些材料存在着价格昂贵和生产工艺复杂的问题，造成钛合金零件的生产成本居高不下。 [0003] TiC0.47-0.7金属陶瓷不但兼顾了陶瓷的强抗腐蚀性、抗氧化、高温稳定性和金属的良好导电性，因此可以替代价格昂贵、工艺复杂的氧化钇、氧化锆或钨粉等钛合金铸造用面层材料，并且熔融钛液不发生反应，使其更适合作为钛合金铸造面层材料，同时采用砂型铸造替代钛合金铸件的精密铸造生产高精度的钛合金铸件，可大大简化钛合金的生产工艺，降低钛合金的生产成本，提高生产效率。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种用砂型铸造钛合金铸件的方法，钛合金铸造面层材料采用TiC0.47-0.7陶瓷砂和/或涂料。采用砂型铸造具有工艺简单，批量生产的特点，而且TiC0.47-0.7陶瓷作为钛合金铸造面层材料，可以保证在高温下不与钛合金发生反应，可以替代电熔氧化钇，降低生产成本，解决钛合金的熔模精密铸造面层造型材料价格昂贵和资源匮乏的问题。 [0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种用砂型铸造钛合金铸件的方法，所述方法包括使用砂型铸造钛及钛合金铸件，铸造钛合金面层材料采用TiC0.47-0.7陶瓷砂和/或涂料，使用二醋酸锆/或Ti-CoatN/或酚醛树脂为粘结剂，将其制成浇注钛合金所需的模型，在真空/或后充氩气的条件下，将钛合金浇入铸型中，待铸件温度降低至室温时取出制得表面光滑的钛合金铸件，TiC0.47-0.7陶瓷砂和涂料经过回收处理后，可循环使用。 [0006] 所述的一种用砂型铸造钛合金铸件的方法，钛合金砂型铸造的造型材料的面层材料TiC0.47-0.7陶瓷砂包括C与Ti的摩尔比为0.47-0.7的系列TiC陶瓷，TiC0.47-0.70金属陶瓷包括TiC0.47，TiC0.5，TiC0.6，TiC0.67，TiC0.7，其粒度为50-100目、70-140目、100-200目。 [0007] 所述的一种用砂型铸造钛合金铸件的方法，钛合金砂型的拐角处、热结处涂刷面层涂料，面层涂料采用TiC0.47-0.7陶瓷粉为耐火骨料的涂料，TiC0.47-0.7陶瓷粉料的粒度为270-325目。 [0008] 本发明的优点与效果是：本发明可解决钛合金的熔模精密铸造面层造型材料昂贵和生产工艺复杂的问题的难题，本发明可使用TiAlC基金属陶瓷的粉体材料和块体材料作为面层材料，价格较低，工艺制备简单，并且高温下不与熔融钛液发生反应，制得的钛合金表面光洁。而且可以替代氧化钇、氧化锆或钨粉等材料，降低生产成本，带来可观的经济效益和社会效益。 附图说明 [0009] 图1为本发明实施方案之一工艺流程方框图；图2为本发明实施方案之二工艺流程方框图。 具体实施方式[0010] 下面结合实施例对本发明进行详细说明。 [0011] 使用砂型铸造生产钛及钛合金铸件，铸造钛合金面层材料采用TiC0.47-0.7陶瓷砂和/或涂料，使用二醋酸锆/或Ti-CoatN/或酚醛树脂为粘结剂，将其制成浇注钛合金所需的模型，在真空/或后充氩气的条件下，将钛合金浇入铸型中，待铸件温度降低至室温时取出制得表面光滑的钛合金铸件，TiC0.47-0.7陶瓷砂和涂料经过回收处理后，可循环使用。 [0012] 实施例1将TiC0.47金属陶瓷割打磨成50-100目砂粒，使用二醋酸锆为粘结剂，将其粘成所需形状的铸模及壳芯，然后在500-1000℃真空条件下将铸模及壳芯焙烧，保温0.5-4小时，保温时间取决于铸模和壳芯的厚度，冷却到室温后，将制备好的铸模及型芯组装好，以待使用； 在真空感应加热炉中，将Ti合金置于氧化钙坩埚中熔化，熔炼时，炉内在真空度7 Pa以下后，充氩气。 [0013] 将钛合金浇入氩气保护的TiC0.47铸型中，待铸件温度降低至室温时取出，可制得表面光滑的钛合金铸件。 [0014] 型砂和芯砂经过再生收处理后，重复使用。 [0016] 实施例2将TiC0.5金属陶瓷割打磨成70-140目砂粒，使用Ti-CoatN为粘结剂，将其粘成所需形状的铸模及壳芯，然后在300-1000℃真空条件下将铸模及壳芯焙烧，保温0.5-4小时，保温时间取决于铸模和壳芯的厚度，冷却到室温后，将制备好的铸模及型芯组装好，以待使用； 在真空感应加热炉中，将Ti合金置于氧化钙坩埚中熔化，熔炼时，炉内在真空度7 Pa以下后，充氩气。 [0017] 将钛合金浇入氩气保护的TiC0.5铸型中，待铸件温度降低至室温时取出，可制得表面光滑的钛合金铸件。 [0018] 型砂和芯砂经过再生收处理后，重复使用。 [0019] 其工艺见说明书附图中的图1。 [0020] 实施例3将TiC0.6金属陶瓷割打磨成100-200目砂粒，使用酚醛树脂为粘结剂，将其粘成所需形状的铸模及壳芯，然后在300-500℃真空条件下将铸模及壳芯焙烧，保温0.5-4小时，保温时间取决于铸模和壳芯的厚度，冷却到室温后，将制备好的铸模及型芯组装好，以待使用； 在真空感应加热炉中，将Ti合金置于氧化钙坩埚中熔化，熔炼时，炉内在真空度7 Pa以下后，充氩气。 [0021] 将钛合金浇入氩气保护的TiC0.6铸型中，待铸件温度降低至室温时取出，可制得表面光滑的钛合金铸件。 [0022] 型砂和芯砂经过再生收处理后，重复使用。 [0023] 其工艺见说明书附图中的图1。 [0024] 实施例4将Ti3C2金属陶瓷割打磨成100-200目砂粒，使用酚醛树脂为粘结剂，将其粘成所需形状的铸模及壳芯，然后在300-500℃真空条件下将铸模及壳芯焙烧，保温0.5-4小时，保温时间取决于铸模和壳芯的厚度，冷却到室温后，将制备好的铸模及型芯组装好，以待使用； 在真空感应加热炉中，将Ti合金置于氧化钙坩埚中熔化，熔炼时，炉内在真空度7 Pa以下后，充氩气。 [0025] 将钛合金浇入氩气保护的Ti3C2铸型中，待铸件温度降低至室温时取出，可制得表面光滑的钛合金铸件。 [0026] 型砂和芯砂经过再生收处理后，重复使用。 [0027] 其工艺见说明书附图中的图1。 [0028] 实施例5将TiC0.7金属陶瓷割打磨成50-100目砂粒，使用二醋酸锆为粘结剂，将其粘成所需形状的铸模及壳芯，然后在300-500℃真空条件下将铸模及壳芯焙烧，保温0.5-4小时，保温时间取决于铸模和壳芯的厚度，冷却到室温后，将制备好的铸模及型芯组装好，以待使用； 在真空感应加热炉中，将Ti合金置于氧化钙坩埚中熔化，熔炼时，炉内在真空度7 Pa以下后，充氩气。 [0029] 将钛合金浇入氩气保护的TiC0.7铸型中，待铸件温度降低至室温时取出，可制得表面光滑的钛合金铸件。 [0030] 型砂和芯砂经过再生收处理后，重复使用。 [0031] 其工艺见说明书附图中的图1。 [0032] 实施例6将TiC0.47金属陶瓷割打磨成50-100目砂粒，使用二醋酸锆为粘结剂，将其粘成所需形状的铸模及壳芯，将制备好的铸模及型芯组装成钛合金铸造的砂型，在钛合金砂型的拐角处、热结处涂刷面层涂料，面层涂料采用TiC0.47-0.7陶瓷粉为耐火骨料的涂料，TiC0.47-0.7陶瓷粉料的粒度为270-325目。然后在300-700℃真空条件下将铸模及壳芯焙烧，保温0.5-4小时，保温时间取决于铸模和壳芯的厚度，冷却到室温后，以待使用； 在真空感应加热炉中，将Ti合金置于氧化钙坩埚中熔化，熔炼时，炉内在真空度7 Pa以下后，充氩气。 [0033] 将钛合金浇入氩气保护的TiC0.47铸型中，待铸件温度降低至室温时取出，可制得表面光滑的钛合金铸件。 [0034] 其工艺见说明书附图中的图2。 |
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