[发明专利]一种钛合金铸造用冒口的制备方法

说明书

本发明提供了一种钛合金铸造用冒口的制备方法，冒口包括冒口本体及开设在冒口本体内部的型腔，型腔的下端口与冒口本体的下端口相连通，型腔的内壁涂有惰性面层，包括以下制备步骤：根据数模设计制备冒口蜡模原样的压型模具和以冒口为模样的砂型模具；在压蜡机上压制冒口蜡模原样；将冒口蜡模原样与砂型模具进行组合；制备型壳与加固层的物料；制备冒口坯体；干燥；加热脱蜡；低温焙烧；制备冒口的惰性面层涂料；将惰性面层涂料灌入冒口坯体中并进行干燥；高温烧结得到冒口成品。本专利制备的冒口的保温性能好，可以提高铸件厚大部位的补缩效果，提高产品的质量，降低铸件后序精整成本。

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种钛合金铸造用冒口的制备方法。

背景技术

随着航空、航天、兵器、船舶等领域的飞速发展，对于大型复杂结构的钛合金铸件需求越来越多。国内外钛合金精铸件主要采用的铸造工艺是机加石墨型铸造和熔模精密铸造，这两种铸造工艺都有其局限性。钛合金石墨型铸造工艺，浇注方法通常有顶注式和底注式。实际生产中，采用顶注式浇注时，钛液流动不平稳，由于石墨的激冷作用，往往导致铸件表面产生许多冷隔、流痕等缺陷，为了去除缺陷，需要进行补焊、精整，增加了制造成本。而采用底注式浇注，钛液能够平稳的充满铸型腔体，铸件表面质量可以得到大大改观，但是，采用底注式浇注钛合金铸件，铸件厚大部位补缩比较困难，即使在厚大部位相应石墨铸型上开设冒口腔体，由于石墨导热太快，冒口对厚大部位的补缩效果不佳，最终导致铸件厚大部位产生内部缩孔，影响产品质量。

发明内容

针对钛合金铸件石墨型铸造过程中厚大部位补缩困难的问题，本发明提供一种钛合金铸造用冒口的制备方法，本专利制备的冒口的保温性能好，可以提高铸件厚大部位的补缩效果，提高产品的质量，降低铸件后序精整成本。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种钛合金铸造用冒口的制备方法，冒口包括冒口本体及开设在冒口本体内部的型腔，型腔的下端口与冒口本体的下端口相连通，型腔的内壁涂有惰性面层，包括以下制备步骤：

步骤一、利用制图软件设计冒口数模，根据数模设计制备冒口蜡模原样的压型模具和以冒口为模样的砂型模具；

步骤二、在压蜡机上压制冒口蜡模原样，进行修整待用；

步骤三、将冒口蜡模原样与砂型模具进行组合；

步骤四、制备冒口本体的物料，将莫来石粉和莫来石砂按照1:3～5的质量比进行称取混合，添加混合料总质量的8～15%的硅溶胶，将混合料和硅溶胶进行充分混合，得背层物料；

步骤五、制备冒口坯体，将混合好的背层物料填充到砂型模具中，并进行捣实，顶面抹平；

步骤六、将步骤五中的冒口坯体带模具置于室内22~28℃的条件下干燥5~10h，干燥后脱除砂型模具得到冒口坯体；

步骤七、将步骤六中的冒口坯体在焙烧炉内进行200～300℃的加热脱蜡，脱蜡时间20~30min；

步骤八、将步骤七处理过的冒口坯体再次置于焙烧炉内进行600～700℃的低温焙烧，保温时间30~40min，低温烧结后冒口坯体进行表面修整，待用；

步骤九、制备冒口的惰性面层涂料，将二醋酸锆和蒸馏水按照3.5～5:1的质量比进行混合制得惰性面层涂料的粘结剂，然后将氧化钇和粘结剂按照粉液质量比2～3.5:1进行混合制备惰性面层涂料；

步骤十、将惰性面层涂料灌入冒口坯体中，操作2~3次，保证形成不少于0.5mm的面层，并在冒口端面涂刷0.4~0.6mm的惰性面层涂料，在室内22~28℃的条件下进行20～30min的干燥；

步骤十一、干燥后冒口置于焙烧炉内进行不少于1000℃的高温烧结，焙烧后经过修正得到冒口成品。

进一步的，冒口本体的横截面为圆形或矩形。