[发明专利]一种大型复杂腔道钛合金铸件精密成形方法

权利要求书

1.一种大型复杂腔道钛合金铸件精密成形方法，其特征在于，该方法采用精铸复合涂壳型芯和石墨铸型制备大型复杂腔道钛合金铸件，复合涂壳型芯和石墨铸型除气后组装成铸型，将自耗电极放入真空自耗电极凝壳炉中熔炼，并采用钛合金离心浇铸工艺向铸型内浇铸钛合金液，离心后得到型复杂腔道钛合金铸件。

2.根据权利要求1所述的大型复杂腔道钛合金铸件精密成形方法，其特征在于，所述精铸复合涂壳型芯具体步骤如下：

(1)将面层耐火粉料加入到面层粘结剂中混匀搅拌1～3小时，制备成面层涂料；把该涂料涂挂在蜡模上，撒面层砂，干燥时间为8～12小时，温度为18～22℃，湿度为45～55％；重复上述操作2～3次形成面层型壳；

(2)将背层粉料加入到背层粘结剂中混匀，撒背层砂，干燥时间为8～12小时，温度为18～22℃，湿度为35～50％；重复上述操作4～6次形成加固层型壳；

(3)将上述涂挂完成的型壳进行脱蜡；

(4)将步骤(3)得到的型壳放入箱式电阻炉中焙烧、冷却室温出炉得到复合涂壳型芯。

3.根据权利要求2所述的大型复杂腔道钛合金铸件精密成形方法，其特征在于，面层耐火粉料与面层粘结剂的质量比为2～3.5：1；所述背层粉料与背层粘结剂的质量比为2～3：1。

4.根据权利要求2所述的大型复杂腔道钛合金铸件精密成形方法，其特征在于，所述面层耐火粉料为40μm～80μm粒径的Y₂O₃和40μm～80μm粒径的ZrO₂混合物，其中，ZrO₂粉30～50wt％、余量为Y₂O₃粉；所述背层粉料为40μm～80μm粒度的Al₂O₃粉和40μm～80μm粒度ZrO₂的混合物，其中Al₂O₃粉质量分数为80～90％wt％，余量为ZrO₂。

5.根据权利要求2所述的大型复杂腔道钛合金铸件精密成形方法，其特征在于，所述面层粘结剂为纳米氧化铝分散液，分散液浓度为8％～12wt％；所述背层粘结剂为浓度15％～20wt％硅溶胶粘溶液。

6.根据权利要求2所述的大型复杂腔道钛合金铸件精密成形方法，其特征在于，所述面层砂为粒径80μm～150μm的ZrO₂砂；所述背层砂为粒径80μm～150μm的Al₂O₃砂。

7.根据权利要求2所述的大型复杂腔道钛合金铸件精密成形方法，其特征在于，所述脱蜡采用红外脱蜡工艺，加热型壳温度为300～350℃。

8.根据权利要求2所述的大型复杂腔道钛合金铸件精密成形方法，其特征在于，所述步骤(4)培烧条件：将型壳加热到600℃，保温2～3h，然后将型芯继续加热至950～1100℃，保温3～4h。

9.根据权利要求1所述的大型复杂腔道钛合金铸件精密成形方法，其特征在于，所述除气工艺具体为：石墨铸型放入真空除气炉中，加热至850℃～900℃，保温3h，随炉冷却至室温；精铸复合涂壳型芯放入箱式电阻炉中，加热至350℃～400℃，保温2h～3h，随炉冷却至100℃～150℃。

10.根据权利要求1所述的大型复杂腔道钛合金铸件精密成形方法，其特征在于，所述熔炼具体为：自耗电极采用Ti-6Al-4VELI合金锭制成，并将自耗电极放入真空自耗电极凝壳炉中，自耗电极与坩埚内壁的间隙为30-100mm，启动真空泵，抽至真空度≤10^-1Pa后，进行熔炼，电压38—40V，电流12000—18000A；冷却水压0.5MPa，坩埚进口水温19℃，坩埚出口水温38℃；

所述浇铸具体为：采用钛合金离心浇铸工艺向铸型内浇铸钛合金液，离心转速为300转/分。