[发明专利]一种大型薄壁弱刚性钛合金铸件的铸造方法

权利要求书

1.一种大型薄壁弱刚性钛合金铸件的铸造方法，其特征在于，所述铸造方法包括如下步骤：

S1、石墨型设计：按照底注和/或侧注开放式设计钛合金铸件的浇注系统，设置1根直浇道和多根内浇道；浇注位置选择在铸件的薄壁区域，根据浇注高度，设置多层内浇道，布局在铸件外轮廓；铸件上端设置多个出气孔，利于铸件排气；根据铸件开敞位置的结构，设置加强筋，加强筋的厚度与铸件壁厚相等；根据铸件的尺寸公差和结构，设置铸件的收缩率为0.5％～0.8％，非加工面设置0.5～1mm的工艺补正量，铸件所有表面增加0.5～1mm的刷涂料量；石墨芯与外模之间采用内嵌定位；

S2、石墨型涂层，具体包括：

S2.1、石墨型组装前，对每块石墨进行激光三维扫描，型面误差控制在±0.2mm以内；

S2.2、将石墨块置于真空除气炉中进行真空除气；

S2.3、在粘结剂中连续加入200～400目的Y₂O₃粉，边搅拌边加入润湿剂和消泡剂，配制成流杯粘度为30～35s的涂料；

S2.4、用风管和砂纸对外模、浇杯及内浇道接触钛液的内表面进行清理，用所述步骤S2.3配制的涂料对清理后的表面进行涂刷，涂刷5～10遍，自然干燥；

S2.5、将刷完涂料的石墨块置于真空除气炉中二次除气；

S2.6、当石墨块冷却到室温后，用砂纸对涂层进行打磨，并去除掉落的粉尘颗粒；将清理完毕的石墨块组装成石墨型等待浇注；

S3、铸件后处理：石墨型浇注完毕后，冷却到100℃以下开始清理石墨型，对铸件进行热等静压和退火处理。

2.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述直浇道为直径φ60～φ110mm的圆柱；所述内浇道为直径φ60～φ80mm的圆柱。

3.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，在所述步骤S1中，铸件上端设置10～30个直径φ3～φ5mm出气孔。

4.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，在所述步骤S1中，浇杯设计成外方内圆结构，可容纳的金属量占浇注重量的50％～100％。

5.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述加强筋为一字型、T型、十字型或米字型加强筋。

6.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，在所述步骤S2.2中，除气温度为910±20℃，真空度≤2Pa，保温时间2～4h，随炉冷却到200℃以下出炉。

7.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，在所述步骤S2.3中，在二醋酸锆粘结剂中连续加入200～400目的Y₂O₃粉，粉液比控制在2.6:1～3.4:1，边搅拌边加入润湿剂和消泡剂，配制成流杯粘度为30～35s的涂料；其中，所述润湿剂为JFC、EA或OP-1，加入量为粘结剂质量分数的0.1～0.3％；所述消泡剂为正辛醇、正戊醇或异丙醇，加入量为粘结剂质量分数的0.05～0.1％。

8.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，在所述步骤S2.4中，第1遍干燥时间12～20h，2～10遍干燥时间4～6h。

9.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，在所述步骤S2.5中，除气温度为910±20℃，真空度≤2Pa，保温时间2～4h，随炉冷却到200℃以下出炉。

10.如权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在石墨型清理过程中及时切断内浇道；对铸件进行热等静压和退火时保留加强筋，当加强筋影响X光检测时，先切断部分加强筋，分段检测，检测完成后再焊上加强筋；在铸件退火前先进行激光三维检测，若铸件存在局部壁薄，补焊后再进行退火。