[发明专利]一种改善TiAl合金性熔体流动稳定的漏斗及浇注方法

说明书

本发明公开一种改善TiAl合金性熔体流动稳定的漏斗及浇注方法，涉及金属铸造技术领域，所述漏斗包括前壁和后壁，所述前壁与所述后壁之间具有一容纳腔室，所述容纳腔室底部具有一流道；所述前壁为一半球体的二分之一，所述后壁为一弧形壁，且所述弧形壁的顶部向外倾斜。本发明中的浇注方法，具有极大的推广价值，适用于改善水冷坩埚浇注其他Ti系合金铸件过程中熔体流动的稳定性，以减少铸件缺边、冷隔、气孔现象，提高铸造成品率。

技术领域

本发明涉及金属铸造技术领域，特别是涉及一种改善TiAl合金性熔体流动稳定的漏斗及浇注方法。

背景技术

TiAl熔体具有高的化学活泼性，与几乎所有的氧化物陶瓷发生反应，因此采用氧化物陶瓷坩埚进行TiAl合金熔炼会污染TiAl熔体。水冷坩埚能够在坩埚壁上形成一层合金凝壳，从而避免坩埚壁与合金熔体的接触，保证熔体的纯净度，是熔炼TiAl合金主要使用的坩埚。

水冷坩埚熔炼TiAl合金时，熔体呈悬浮态，仅底部熔体与坩埚接触。采用水冷坩埚进行浇注时，由水冷坩埚浇出进入铸件型腔的第一股金属液以“涌出”状而非沿坩埚壁离开坩埚，熔体流动稳定性差，在进入铸件型腔前易于裹气，而在铸件中造成卷入型气孔缺陷。此外，水冷坩埚倾斜浇出的熔体斜向进入铸件型腔，这会造成铸件各部位充填不均匀，而可能在铸件少液部位出现缺边和冷隔缺陷。

改善铸造过程中熔体流动稳定性的常用措施是在坩埚和铸型之间采用漏斗装置，但目前铸造用漏斗的普遍特征是斜壁段与流道过渡角度较大，这会造成进漏斗第一股熔体在漏斗中发生分散，出漏斗第一股熔体量偏少且不能沿竖直方向流动。对于过热度不高、流动性差的TiAl熔体而言，若采用这种结构的漏斗，铸件缺边、冷隔出现的倾向仍然很大。而且，由于冷坩埚熔体过热度不高，漏斗造成的熔体热量损失较大。但目前针对漏斗的保温或加热措施，通常在漏斗壁上进行多层不同材料的加热与保温组合，结构复杂，不利于制造与维护。TiAl熔体化学活泼性高的特点，也限制了漏斗材质的选择。

发明内容

为改善水冷坩埚浇注TiAl合金铸件过程中熔体流动的稳定性，本发明提供一种改善TiAl合金性熔体流动稳定的漏斗及浇注方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种改善TiAl合金性熔体流动稳定的漏斗，所述漏斗包括前壁和后壁，所述前壁与所述后壁之间具有一容纳腔室，所述容纳腔室底部具有一流道；所述前壁为一半球体的二分之一，所述后壁为一弧形壁，且所述弧形壁的顶部向外倾斜。

可选的，所述流道与所述容纳腔室之间可拆卸连接。

可选的，所述弧形壁的顶部向外倾斜的角度为70-85°。

可选的，所述流道的长径比为1～5。

可选的，所述流道直径为铸件浇口直径的0.3-0.6倍。

可选的，所述漏斗采用石墨材质制作。

可选的，所述漏斗外部设置有线圈，所述线圈用于感应加热。

可选的，所述漏斗顶部还设置有向外延伸的扩展部。

本发明还提供一种使用权利要求1-9所述的漏斗的浇注方法，包括以下步骤：

第一，将母合金放置于冷坩埚中，铸件型壳放置在浇注炉内指定位置；

第二，将线圈放置在浇注炉内指定位置，保证轴线沿竖直方向，并在线圈内放置漏斗后对位置进行微调，使线圈与漏斗之间的距离为5～10mm，线圈下沿与漏斗流道下端面平齐；

第三，通过端面配合将流道与漏斗主体进行组合，然后将漏斗放置在型壳浇口正上方，并保证轴线沿竖直方向；