專利名稱：一種制備Ni₃Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的方法。
背景技術(shù)：
Ni3Al合金具有比重輕、在高溫強(qiáng)度高、抗氧化性強(qiáng)以及高溫條件下組織穩(wěn)定等一系列優(yōu)點(diǎn)，能夠較好的滿足矢量噴管調(diào)節(jié)片高溫承力和抗燒蝕的特殊要求，用途日益廣泛； 但由于該合金在澆注過(guò)程中糊狀區(qū)大、疏松傾向嚴(yán)重等特性，應(yīng)用于矢量噴口的復(fù)雜大型薄壁鑄件的生產(chǎn)時(shí)，存在薄壁鑄件成型困難、易產(chǎn)生裂紋、欠鑄、疏松等缺陷，鑄造工藝難度大；通過(guò)對(duì)該合金在澆注時(shí)采用現(xiàn)有的各種工藝進(jìn)行澆注，底板上的裂紋和疏松問(wèn)題很難解決。復(fù)雜大型薄壁鑄件上的縱向筋條附近是裂紋出現(xiàn)較多的地方，底板上縱向筋條和橫向筋條之間的部分，以及凸臺(tái)之間容易出現(xiàn)點(diǎn)狀和聚集狀疏松，且具有一定深度，采用拋光打磨的方法難以徹底清除，且該材料目前還無(wú)法補(bǔ)焊。目前采用熔模精密鑄造制備型殼， 通常是用剛玉砂粉料和硅溶膠制備成漿料涂覆在蠟?zāi)１砻?，該方法在制備M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件時(shí)出現(xiàn)上述問(wèn)題的情況較多，合格率很低，給生產(chǎn)造成很大浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件在制備上存在的合格率低的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種制備M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的方法，采用熔模精密鑄造法，制備型殼時(shí)通過(guò)調(diào)整粘結(jié)劑的配比和涂覆方式，澆注時(shí)設(shè)計(jì)相應(yīng)的澆注方案，提高澆注M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的產(chǎn)品合格率。本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行
1、先制備復(fù)雜大型薄壁鑄件的帶有澆注系統(tǒng)部分和零件部分的蠟?zāi)＃?br> 2、將粘結(jié)劑與粉料混合制成料漿，涂覆在蠟?zāi)１砻?，然后掛砂，再?jīng)干燥制成型殼面層，在面層上依次經(jīng)涂覆料漿、掛砂和干燥制成第二層到第九層的型殼層；其中面層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為鋁酸鈷粉和剛玉粉的混合物，要求料漿的粘度為3(Γ3^，掛砂材料為80 Γ 00#剛玉砂，干燥時(shí)間為3、h ；第二層采用的粘結(jié)劑為硅酸乙酯水解液，采用的粉料為剛玉粉或鋁礬土粉，要求料漿的密度為1. 85 2. 4g/cm3，掛砂材料為80 Γ 00# 剛玉砂，干燥時(shí)間為0. 5^1h ；第三層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為剛玉粉或鋁礬土粉，要求料漿的粘度為15 20s，掛砂材料為46 Γ60#剛玉砂，干燥時(shí)間為至少池；第四層采用的粘結(jié)劑為硅酸乙酯水解液，采用的粉料為剛玉粉或鋁礬土粉，要求料漿的密度為 1. 85 2. 4g/cm3，掛砂材料為46曠60#剛玉砂，干燥時(shí)間為0. 5 Ih ；第五層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為剛玉粉或鋁礬土粉，要求料漿的粘度為15 20s，掛砂材料為46 Γ60# 剛玉砂，干燥時(shí)間至少池；第六層、第七層、第八層和第九層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為剛玉粉或鋁礬土粉，要求料漿的粘度為15 20s，掛砂材料為16 Γ24#煤矸石砂，各層干燥時(shí)間至少池；
3、采用硅酸乙酯水解液作為粘結(jié)劑與粉料配制成密度為2.(Γ2. 4g/cm3的料漿，或者采用硅溶膠與粉料配制成粘度為15 20s的料漿；將料漿涂覆在第九層型殼層表面，再經(jīng)至少 24h干燥，在蠟?zāi)Ｍ庵瞥蓭в袧沧⑾到y(tǒng)部分和零件部分的型殼；所述的粉料為剛玉粉或鋁礬土粉；
4、將型殼內(nèi)的蠟?zāi)Ｈ刍コ?，然后將型殼置于真空爐中，在真空度<6.67Pa條件下加熱至1000士 10°C，保溫至少Ih ；
5、將在1560士10°C精煉完成的Ni3Al合金液在溫度1460士 10°C真空度彡6. 67Pa條件下向型殼內(nèi)澆注滿，控制澆注時(shí)間為5 7s ；
6、澆注完成后隨爐冷卻至650士10°C，在型殼內(nèi)形成帶有澆注系統(tǒng)部分和零件部分的鑄件組，將型殼和鑄件組置于保溫容器中，自然降溫，控制澆注體的溫度降至常溫的時(shí)間為 12^24h,再將型殼和鑄件組取出，去除表面的型殼，然后切除澆注體的澆道部分，制成Ni3Al 合金復(fù)雜大型薄壁鑄件；
所述的Ni3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的底板長(zhǎng)度40(T510mm，寬度10(Tl20mm，厚度 0. 8^1. 5mm，底板設(shè)有與底板垂直的網(wǎng)格狀分布的至少3個(gè)縱向筋條和至少13個(gè)橫向筋條。上述的M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的縱向筋條長(zhǎng)度為底板長(zhǎng)度的8(Γ100%，橫向筋條為底板寬度的6(Γ100%，橫向筋條和縱向筋條高度在13 30mm，橫向筋條和縱向筋條厚度與底板相同，所述的M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的底板上還設(shè)有至少8個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)的高度為15 30_，長(zhǎng)度為14 20_，厚度為6 10_。上述方法中，當(dāng)?shù)谖鍖有蜌又瞥珊?，將其置于硅酸乙酯?qiáng)化劑中浸泡15 30s，然后再進(jìn)行第六層型殼層的制作。上述的鋁酸鈷粉和剛玉粉的混合物中剛玉粉的重量百分比為75%，鋁酸鈷粉的重量百分比為25%。上述的鋁酸鈷粉、剛玉粉和鋁礬土粉分別為320#鋁酸鈷粉、320#剛玉粉和320#鋁
礬土粉。上述方法中的硅酸乙酯水解液的制備方法為將乙醇和水?dāng)嚢杈鶆?，然后加入鹽酸和醋酸再攪拌均勻，然后在攪拌條件下加入硅酸乙酯，并控制全部溶液的溫度< 50°c ；硅酸乙酯加入完成后持續(xù)攪拌至少30min，再密封保存至少M(fèi)h，獲得硅酸乙酯水解液，粘度為3X10_6飛X10_6m2/s ；其中乙醇、水、鹽酸、醋酸與硅酸乙酯的用量比分別為乙醇658ml/ kg硅酸乙酯、水146ml/kg硅酸乙酯、鹽酸11. 6ml/kg硅酸乙酯、醋酸壙5m/kg硅酸乙酯。上述方法中的硅酸乙酯強(qiáng)化劑的制備方法為將水與鹽酸混合均勻制成酸化水； 將全部乙醇總體積的15%與總體積1/3的硅酸乙酯混合攪拌均勻，然后加入1/3體積的酸化水，攪拌均勻后獲得一次溶液，加入過(guò)程中控制溶液的溫度< 50°C ；將總體積1/3的硅酸乙酯加入到一次溶液中攪拌均勻，再加入1/3體積的酸化水?dāng)嚢杈鶆颢@得二次溶液，加入過(guò)程中控制溶液的溫度< 50°C ；將總體積1/3的硅酸乙酯加入到二次溶液中攪拌均勻，再加入1/3體積的酸化水?dāng)嚢杈鶆颢@得三次溶液，加入過(guò)程中控制溶液的溫度< 50°C ；將三次溶液攪拌3(T60min，然后將剩余的85%乙醇加入到三次溶液中，再攪拌3(T60min，然后密封保存至少48h，獲得硅酸乙酯強(qiáng)化劑，粘度為3X10_6 4.5X10_6m2/s ；其中乙醇、水、鹽酸與硅酸乙酯的用量比分別為乙醇14(Tl50ml/1000ml硅酸乙酯、水6(T70ml/1000ml硅酸乙
4酯、鹽酸13 16ml/1000ml硅酸乙酯。本發(fā)明的方法在制備型殼時(shí)采用鋁酸鈷粉和剛玉粉作為粉料制備面層，然后再采用硅酸乙酯和硅溶膠交替作為粘結(jié)劑制備型殼的前五層，在澆注過(guò)程中縮短澆注時(shí)間，在澆注后使鑄件隨爐冷卻，制備的鑄件冶金缺陷明顯減少，并成功解決了筋條裂紋的問(wèn)題，成型率100%，疏松缺陷控制在25%以下，與該技術(shù)使用前的95%的裂紋廢品率相比，質(zhì)量有大幅提高；本發(fā)明的方法能夠極大提高同類型鑄件的合格率，對(duì)于其他類型的產(chǎn)品消除冶金缺陷也有重要的指導(dǎo)作用。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例中采用的硅溶膠為GRJ46硅溶膠，為沈陽(yáng)市新光脫模劑廠產(chǎn)品。本發(fā)明實(shí)施例中采用的硅酸乙酯為市購(gòu)產(chǎn)品。本發(fā)明實(shí)施例中制備硅酸乙酯水解液的方法為將乙醇和水?dāng)嚢杈鶆?，然后加入鹽酸和醋酸再攪拌均勻，然后在攪拌條件下加入硅酸乙酯，并控制全部溶液的溫度< 50°C ； 硅酸乙酯加入完成后持續(xù)攪拌至少30min，再密封保存至少M(fèi)h，獲得硅酸乙酯水解液， 粘度為3X10_6飛X10_6m2/S;其中乙醇、水、鹽酸、醋酸與硅酸乙酯的用量比分別為乙醇 658ml/kg硅酸乙酯、水146ml/kg硅酸乙酯、鹽酸11. 6ml/kg硅酸乙酯、醋酸4 5m/kg硅酸乙本發(fā)明實(shí)施例中制備硅酸乙酯強(qiáng)化劑的方法為將水與鹽酸混合均勻制成酸化水；將全部乙醇總體積的15%與總體積1/3的硅酸乙酯混合攪拌均勻，然后加入1/3體積的酸化水，攪拌均勻后獲得一次溶液，加入過(guò)程中控制溶液的溫度< 50°C ；將總體積1/3的硅酸乙酯加入到一次溶液中攪拌均勻，再加入1/3體積的酸化水?dāng)嚢杈鶆颢@得二次溶液，加入過(guò)程中控制溶液的溫度< 50°C ；將總體積1/3的硅酸乙酯加入到二次溶液中攪拌均勻， 再加入1/3體積的酸化水?dāng)嚢杈鶆颢@得三次溶液，加入過(guò)程中控制溶液的溫度< 50°C ；將三次溶液攪拌3(T60min，然后將剩余的85%乙醇加入到三次溶液中，再攪拌3(T60min，然后密封保存至少48h，獲得硅酸乙酯強(qiáng)化劑，粘度為3X10_6、. 5X10_6m2/s ；其中乙醇、水、鹽酸與硅酸乙酯的用量比分別為乙醇14(Tl50ml/1000ml硅酸乙酯、水6(T70ml/1000ml硅酸乙酯、鹽酸13 16ml/1000ml硅酸乙酯。本發(fā)明實(shí)施例中制備硅酸乙酯水解液和硅酸乙酯強(qiáng)化劑采用的硅酸乙酯符合 HB5345-86標(biāo)準(zhǔn)；采用的乙醇符合GB/G394. 1-1994標(biāo)準(zhǔn)；采用的醋酸符合GB/T3746-1999 標(biāo)準(zhǔn)，采用的水為蒸餾水。實(shí)施例1
準(zhǔn)備制備的M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的底板長(zhǎng)度400mm，寬度在100mm，厚度在 0. 8mm，底板設(shè)有3個(gè)與底板垂直的縱向筋條13個(gè)與底板垂直的橫向筋條，縱向筋條和橫向筋條呈網(wǎng)格狀分布，縱向筋條長(zhǎng)度為底板長(zhǎng)度的100%，橫向筋條為底板寬度的100%，橫向筋條和縱向筋條高度在13 20mm，橫向筋條和縱向筋條厚度與底板相同，同時(shí)底板上還設(shè)有 8個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)的高度為30mm，長(zhǎng)度為20mm，厚度為6mm ；
采用熔模精密鑄造法，先制備復(fù)雜大型薄壁鑄件的帶有澆注系統(tǒng)部分和零件部分的蠟
模；
將粘結(jié)劑與粉料混合制成料漿，涂覆在蠟?zāi)１砻?，然后掛砂，再?jīng)干燥制成型殼面層，在面層上依次經(jīng)涂覆料漿、掛砂和干燥制成第二層到第九層的型殼層；
其中面層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為鋁酸鈷粉和剛玉粉的混合物，其中鋁酸鈷粉和剛玉粉的混合物中剛玉粉的重量百分比為75%，鋁酸鈷粉的重量百分比為25% ；料漿的粘度為35s，掛砂材料為80 Γ 00#剛玉砂，干燥時(shí)間為池；
第二層采用的粘結(jié)劑為硅酸乙酯水解液，采用的粉料為剛玉粉，料漿的密度為2. 4g/ cm3，掛砂材料為80 Γ 00#剛玉砂，干燥時(shí)間為Ih ；
第三層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為鋁礬土粉，料漿的粘度為15s，掛砂材料為46 Γ60#剛玉砂，干燥時(shí)間為池；
第四層采用的粘結(jié)劑為硅酸乙酯水解液，采用的粉料為剛玉粉，料漿的密度為1.85g/ cm3，掛砂材料為46 Γ60#剛玉砂，干燥時(shí)間為0. 5h ；
第五層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為鋁礬土粉，料漿的粘度為20s，掛砂材料為46 Γ60#剛玉砂，干燥時(shí)間3h ；
將蠟?zāi)＜捌渫獾奈鍖有蜌又糜诠杷嵋阴?qiáng)化劑中浸泡15s，取出后進(jìn)行第六層、第七層、第八層和第九層型殼層的制作；
第六層、第七層、第八層和第九層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為剛玉粉，要求料漿的粘度為15s，掛砂材料為16 Γ24#煤矸石砂，各層干燥時(shí)間證；
采用粘結(jié)劑硅酸乙酯水解液與粉料剛玉粉配制成密度為2. 0 g/cm3的料漿，涂覆在第九層型殼層表面，再經(jīng)3 干燥，在蠟?zāi)Ｍ庵瞥蓭в袧沧⑾到y(tǒng)部分和零件部分的型殼；
將型殼內(nèi)的蠟?zāi)Ｈ刍コ?，然后將型殼置于真空爐中，在真空度<6. 67Pa條件下加熱至 1000士 10°C，保溫 Ih ；
將在1560士 10°C精煉完成的Ni3Al合金液在溫度1460士 10°C真空度彡6. 67Pa條件下向型殼內(nèi)澆注滿，控制澆注時(shí)間為6s ；
澆注完成后隨爐冷卻至650士 10°C，在型殼內(nèi)形成帶有澆注系統(tǒng)部分和零件部分的鑄件組，將型殼和鑄件組置于保溫容器中，自然降溫，控制澆注體的溫度降至常溫的時(shí)間為 12h，再將型殼和鑄件組取出，去除表面的型殼，然后切除澆注體的澆道部分，制成Ni3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件；制備多個(gè)相同M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件，成型率100%，疏松缺陷10%，無(wú)裂紋現(xiàn)象出現(xiàn)。 實(shí)施例2
準(zhǔn)備制備的M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的底板長(zhǎng)度460mm，寬度在110mm，厚度在 1. Omm,底板設(shè)有4個(gè)與底板垂直的縱向筋條，16個(gè)與底板垂直的橫向筋條，縱向筋條和橫向筋條呈網(wǎng)格狀分布，縱向筋條長(zhǎng)度為底板長(zhǎng)度的90%，橫向筋條為底板寬度的90%，橫向筋條和縱向筋條高度在13 30mm，橫向筋條和縱向筋條厚度與底板相同，同時(shí)底板上還設(shè)有 10個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)的高度為30mm，長(zhǎng)度為20mm，厚度為IOmm ；
采用熔模精密鑄造法，先制備復(fù)雜大型薄壁鑄件的帶有澆注系統(tǒng)部分和零件部分的蠟
模；
將粘結(jié)劑與粉料混合制成料漿，涂覆在蠟?zāi)１砻?，然后掛砂，再?jīng)干燥制成型殼面層， 在面層上依次經(jīng)涂覆料漿、掛砂和干燥制成第二層到第九層的型殼層；
其中面層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為鋁酸鈷粉和剛玉粉的混合物，其中鋁酸鈷粉和剛玉粉的混合物中剛玉粉的重量百分比為75%，鋁酸鈷粉的重量百分比為25% ；料漿的粘度為33s，掛砂材料為80 Γ 00#剛玉砂，干燥時(shí)間為4h ；
第二層采用的粘結(jié)劑為硅酸乙酯水解液，采用的粉料為鋁礬土粉，料漿的密度為2. Ig/ cm3，掛砂材料為80 Γ 00#剛玉砂，干燥時(shí)間為0. 8h ；
第三層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為鋁礬土粉，料漿的粘度為18s，掛砂材料為46 Γ60#剛玉砂，干燥時(shí)間為4h ；
第四層采用的粘結(jié)劑為硅酸乙酯水解液，采用的粉料為剛玉粉，料漿的密度為2. 2g/ cm3，掛砂材料為46 Γ60#剛玉砂，干燥時(shí)間為0. 6h ；
第五層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為剛玉粉，料漿的粘度為17s，掛砂材料為 46 Γ60#剛玉砂，干燥時(shí)間2h ；
將蠟?zāi)＜捌渫獾奈鍖有蜌又糜诠杷嵋阴?qiáng)化劑中浸泡20s，取出后進(jìn)行第六層、第七層、第八層和第九層型殼層的制作；
第六層、第七層、第八層和第九層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為剛玉粉，要求料漿的粘度為16s，掛砂材料為16 Γ24#煤矸石砂，各層干燥時(shí)間4h ；
采用粘結(jié)劑硅溶膠與粉料鋁礬土粉配制成粘度為20s的料漿，涂覆在第九層型殼層表面，再經(jīng)30h干燥，在蠟?zāi)Ｍ庵瞥蓭в袧沧⑾到y(tǒng)部分和零件部分的型殼；
將型殼內(nèi)的蠟?zāi)Ｈ刍コ缓髮⑿蜌ぶ糜谡婵諣t中，在真空度<6. 67Pa條件下加熱至 1000士 10°C，保溫 2h ；
將在1560士 10°C精煉完成的Ni3Al合金液在溫度1460士 10°C真空度彡6. 67Pa條件下向型殼內(nèi)澆注滿，控制澆注時(shí)間為^ ；
澆注完成后隨爐冷卻至650士 10°C，在型殼內(nèi)形成帶有澆注系統(tǒng)部分和零件部分的鑄件組，將型殼和鑄件組置于保溫容器中，自然降溫，控制澆注體的溫度降至常溫的時(shí)間為 20h,再將型殼和鑄件組取出，去除表面的型殼，然后切除澆注體的澆道部分，制成Ni3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件；
制備多個(gè)相同M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件，成型率100%，疏松缺陷18%，無(wú)裂紋現(xiàn)象出現(xiàn)。 實(shí)施例3
準(zhǔn)備制備的M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的底板長(zhǎng)度510mm，寬度在120mm，厚度在 1. 2mm，底板設(shè)有6個(gè)與底板垂直的縱向筋條和橫向筋條，13個(gè)與底板垂直的橫向筋條，縱向筋條和橫向筋條呈網(wǎng)格狀分布，縱向筋條長(zhǎng)度為底板長(zhǎng)度的80%，橫向筋條為底板寬度的 60%，橫向筋條和縱向筋條高度在13 20mm，橫向筋條和縱向筋條厚度與底板相同，同時(shí)底板上還設(shè)有12個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)的高度為30mm，長(zhǎng)度為30mm，厚度為8mm ；
采用熔模精密鑄造法，先制備復(fù)雜大型薄壁鑄件的帶有澆注系統(tǒng)部分和零件部分的蠟
模；
將粘結(jié)劑與粉料混合制成料漿，涂覆在蠟?zāi)１砻?，然后掛砂，再?jīng)干燥制成型殼面層， 在面層上依次經(jīng)涂覆料漿、掛砂和干燥制成第二層到第九層的型殼層；
其中面層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為鋁酸鈷粉和剛玉粉的混合物，其中鋁酸鈷粉和剛玉粉的混合物中剛玉粉的重量百分比為75%，鋁酸鈷粉的重量百分比為25% ；料漿的粘度為30s，掛砂材料為80 Γ 00#剛玉砂，干燥時(shí)間為證；第二層采用的粘結(jié)劑為硅酸乙酯水解液，采用的粉料為剛玉粉，料漿的密度為1.85g/ cm3，掛砂材料為80 Γ 00#剛玉砂，干燥時(shí)間為0. 5h ；
第三層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為剛玉粉，料漿的粘度為20s，掛砂材料為 46#^60#剛玉砂，干燥時(shí)間為Mi ；
第四層采用的粘結(jié)劑為硅酸乙酯水解液，采用的粉料為鋁礬土粉，料漿的密度為2. 4g/ cm3，掛砂材料為46 Γ60#剛玉砂，干燥時(shí)間為Ih ；
第五層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為鋁礬土粉，料漿的粘度為15s，掛砂材料為46 Γ60#剛玉砂，干燥時(shí)間6h ；
將蠟?zāi)＜捌渫獾奈鍖有蜌又糜诠杷嵋阴?qiáng)化劑中浸泡30s，取出后進(jìn)行第六層、第七層、第八層和第九層型殼層的制作；
第六層、第七層、第八層和第九層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為鋁礬土粉，要求料漿的粘度為20s，掛砂材料為16 Γ24#煤矸石砂，各層干燥時(shí)間池；
采用粘結(jié)劑硅酸乙酯水解液與粉料剛玉粉配制成密度為2. 4 g/cm3的料漿，涂覆在第九層型殼層表面，再經(jīng)24h干燥，在蠟?zāi)Ｍ庵瞥蓭в袧沧⑾到y(tǒng)部分和零件部分的型殼；
將型殼內(nèi)的蠟?zāi)Ｈ刍コ?，然后將型殼置于真空爐中，在真空度<6. 67Pa條件下加熱至 1000士 10°C，保溫 3h ；
將在1560士 10°C精煉完成的Ni3Al合金液在溫度1460士 10°C真空度彡6. 67Pa條件下向型殼內(nèi)澆注滿，控制澆注時(shí)間為7s ；
澆注完成后隨爐冷卻至650士 10°C，在型殼內(nèi)形成帶有澆注系統(tǒng)部分和零件部分的鑄件組，將型殼和鑄件組置于保溫容器中，自然降溫，控制澆注體的溫度降至常溫的時(shí)間為 24h,再將型殼和鑄件組取出，去除表面的型殼，然后切除澆注體的澆道部分，制成Ni3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件；
制備多個(gè)相同M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件，成型率100%，疏松缺陷15%，無(wú)裂紋現(xiàn)象出現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種制備Ni3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行(1)先制備復(fù)雜大型薄壁鑄件的帶有澆注系統(tǒng)部分和零件部分的蠟?zāi)＃?2)將粘結(jié)劑與粉料混合制成料漿，涂覆在蠟?zāi)１砻?，然后掛砂，再?jīng)干燥制成型殼面層，在面層上依次經(jīng)涂覆料漿、掛砂和干燥制成第二層到第九層的型殼層；其中面層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為鋁酸鈷粉和剛玉粉的混合物，要求料漿的粘度為3(T35s，掛砂材料為80 Γ 00#剛玉砂，干燥時(shí)間為3、h ；第二層采用的粘結(jié)劑為硅酸乙酯水解液，采用的粉料為剛玉粉或鋁礬土粉，要求料漿的密度為1. 85 2. 4g/cm3,掛砂材料為80 Γ 00# 剛玉砂，干燥時(shí)間為0. 5^1h ；第三層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為剛玉粉或鋁礬土粉，要求料漿的粘度為15 20s，掛砂材料為46 Γ60#剛玉砂，干燥時(shí)間為至少池；第四層采用的粘結(jié)劑為硅酸乙酯水解液，采用的粉料為剛玉粉或鋁礬土粉，要求料漿的密度為 1. 85 2. 4g/cm3，掛砂材料為46曠60#剛玉砂，干燥時(shí)間為0. 5 Ih ；第五層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為剛玉粉或鋁礬土粉，要求料漿的粘度為15 20s，掛砂材料為46 Γ60# 剛玉砂，干燥時(shí)間至少池；第六層、第七層、第八層和第九層采用的粘結(jié)劑為硅溶膠，采用的粉料為剛玉粉或鋁礬土粉，要求料漿的粘度為15 20s，掛砂材料為16 Γ24#煤矸石砂，各層干燥時(shí)間至少池；(3)采用硅酸乙酯水解液作為粘結(jié)劑與粉料配制成密度為2.(Γ2. 4g/cm3的料漿，或者采用硅溶膠與粉料配制成粘度為15 20s的料漿；將料漿涂覆在第九層型殼層表面，再經(jīng)至少24h干燥，在蠟?zāi)Ｍ庵瞥蓭в袧沧⑾到y(tǒng)部分和零件部分的型殼；所述的粉料為剛玉粉或鋁礬土粉；(4)將型殼內(nèi)的蠟?zāi)Ｈ刍コ缓髮⑿蜌ぶ糜谡婵諣t中，在真空度<6.67Pa條件下加熱至1000士 10°C，保溫至少Ih ；(5)將在1560士10°C精煉完成的Ni3Al合金液在溫度1460士 10°C真空度彡6. 67Pa條件下向型殼內(nèi)澆注滿，控制澆注時(shí)間為5 7s ；(6)澆注完成后隨爐冷卻至650士10°C，在型殼內(nèi)形成帶有澆注系統(tǒng)部分和零件部分的鑄件組，將型殼和鑄件組置于保溫容器中，自然降溫，控制澆注體的溫度降至常溫的時(shí)間為 12^24h,再將型殼和鑄件組取出，去除表面的型殼，然后切除澆注體的澆道部分，制成Ni3Al 合金復(fù)雜大型薄壁鑄件；所述的Ni3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的底板長(zhǎng)度40(T510mm，寬度10(Tl20mm，厚度 0. 8^1. 5mm，底板設(shè)有與底板垂直的網(wǎng)格狀分布的至少3個(gè)縱向筋條和至少13個(gè)橫向筋條。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的方法，其特征在于所述的M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的縱向筋條長(zhǎng)度為底板長(zhǎng)度的8(Γ100%，橫向筋條為底板寬度的6(Γ100%，橫向筋條和縱向筋條高度在13 30mm，橫向筋條和縱向筋條厚度與底板相同，所述的M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的底板上還設(shè)有至少8個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)的高度為 15 30mm，長(zhǎng)度為14 20mm，厚度為6 10mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的方法，其特征在于當(dāng)?shù)谖鍖有蜌又瞥珊?，將其置于硅酸乙酯?qiáng)化劑中浸泡15 30s，然后再進(jìn)行第六層型殼層的制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備M3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的方法，其特征在于鋁酸鈷粉和剛玉粉的混合物中剛玉粉的重量百分比為75%，鋁酸鈷粉的重量百分比為25%。
全文摘要
一種制備Ni3Al合金復(fù)雜大型薄壁鑄件的方法，屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域，按以下步驟進(jìn)行(1)制備蠟?zāi)＃?2)涂覆料漿后掛砂，再干燥制成型殼面層，在面層上依次制成第二層到第九層的型殼層；涂覆料漿后干燥制成型殼；(4)去除蠟?zāi)?，在真空條件下預(yù)熱；(5)向型殼內(nèi)澆注滿Ni3Al合金液，控制澆注時(shí)間為5~7s；(6)隨爐冷卻至650±10℃，置于保溫容器中自然降溫，去除表面的型殼后切除澆注體的澆道部分。本發(fā)明的方法制備的鑄件冶金缺陷明顯減少，并成功解決了筋條裂紋的問(wèn)題，質(zhì)量有大幅提高。
文檔編號(hào)B22C1/00GK102366820SQ201110322648
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者倪偉, 王鐵軍, 賈石, 韓宏, 高成薇 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司