[发明专利]大型薄壁钛合金铸件型壳预热法铸造工艺

说明书

技术领域

本发明属于铸造工艺技术领域，特别涉及到一种大型薄壁钛合金铸件型壳预热法铸造工艺。

背景技术

众所周知，金属钛是一种性能优异的金属材料，具有强度高、抗腐蚀性能好、无磁性、综合性能优良的特点，广泛应用于航空、航天、航海、化工、体育等领域，取得了明显的技术经济效益。作为钛及钛合金铸造用造型材料及造型方法，当前国内外普遍采用机加工石墨型、石墨捣实型、金属型和熔模铸型。但是石墨捣实型、金属型、熔模铸型等工艺存在成本高、周期长、铸件尺寸及质量难于控制、影响因素比较多等缺点，不适于生产小批量大型结构复杂的铸件。

而机加工石墨型具有分型面选择不受限制、浇铸的铸件质量相对稳定、表面光滑、间隙度小、强度较高、硬度低、易于切削加工成型、密度小、搬运操作方便等特点，使其具有易于铸造结构复杂的大型钛合金铸件的特点。

但是在进行石墨型结构设计时，也存在以下问题：

1、由于机加工石墨型的导热性好，加之钛的比热小、容易凝固的特点，会使钛铸件表面产生浇不足、冷隔等缺陷。

2、铸件结构复杂，壁厚仅有4mm，导致浇注时，铸件充型能力较差，造成铸件浇不满。

对结构不太复杂的薄壁铸件，浇注时采用离心浇注方式，可以满足铸件成型的要求，浇注出完整的钛合金铸件。但是对于结构复杂的薄壁钛合金铸件，采用机加工石墨型铸造方法，设计铸造工艺时，考虑到铸件结构复杂，铸件外形尺寸大等因素，为了组型及机加工方便，铸型采用“化整为零“的活动块组合式结构方式，铸型分块较多，而且铸型内部有大量镶嵌式活块，浇注时不宜采用离心浇注。

发明内容

针对结构复杂的大型薄壁钛合金铸件易产生浇不足、冷隔等铸造缺陷，本发明提供一种大型薄壁钛合金铸件型壳预热法铸造工艺，为以后浇注结构复杂的大型薄壁钛合金铸件提供一种可靠的工艺方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

所述的大型薄壁钛合金铸件型壳预热法铸造工艺，在浇注前、石墨型组装后，先将石墨铸型外部上下两部分使用槽钢、的钢筋、螺帽将其夹紧固定，然后放入电炉内将石墨铸型加热到440～480℃，然后再将石墨铸型移到真空自耗凝壳炉内浇注，浇注时铸型温度保持在390～410℃。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

1、采用本发明可以保证浇铸时石墨铸型的温度大于390℃，在浇注过程中，降低了钛合金的冷却速度，提高了钛合金的充型能力，成功的浇铸了大型薄壁钛合金铸件。

2、本发明在不改变工艺设计的前提下，在浇注前对铸型进行加热，提高铸型的温度，在浇注时，降低了钛合金的冷却速度，提高了钛合金的充型能力，解决了结构复杂的大型薄壁铸件易产生浇不足、冷隔等铸造缺陷。

具体实施方式

实施例1

某大型薄壁钛合金铸件产品最大外型尺寸为722mm×746mm×496mm、最薄处壁厚只有4mm、铸件重量为88kg。

浇注前石墨铸型在电炉内加热到475℃，浇注时石墨铸型温度为408℃，浇注了完整的大型薄壁钛合金铸件。

实施例2

某大型薄壁钛合金铸件产品最大外型尺寸为，最薄处壁厚只有8mm、铸件重量为212kg。

浇注前铸型在电炉内加热到442℃，浇注时铸型温度为403℃，浇注了完整的大型薄壁钛合金铸件。

实施例3

某大型薄壁钛合金铸件产品最大外型尺寸为1176mm×864mm×706mm，最薄处壁厚10mm、铸件重量为148kg。

浇注前铸型在电炉内加热到474℃，浇注时铸型温度为398℃，浇注了完整的大型薄壁钛合金铸件。

通过上述三个实施例表明，热型浇铸大型薄壁钛合金铸件，在浇注前对铸型进行加热，提高铸型的温度，在浇注时降低了钛合金的冷却速度，提高了钛合金的充型能力，解决了结构复杂的大型薄壁铸件易产生浇不足、冷隔等铸造缺陷，浇注了完整的结构复杂的大型薄壁铸件。