一種用砂型鑄造鈦合金鑄件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄造合金鑄件的方法，特別是涉及一種用砂型鑄造鈦合金鑄件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦及鈦合金具有密度小、比強(qiáng)度高、抗氧化、抗疲勞、耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)和功能材料，享有“全能金屬”等美譽(yù)。在國(guó)防、航空航天、航海、石油、化工、醫(yī)療、冶金等領(lǐng)域得以廣泛的應(yīng)用。熔模精密鑄造法是鈦合金成型的重要方法之一，工藝復(fù)雜;而且由于鈦具有很高的化學(xué)活性，熔融鈦幾乎能和所有的耐火材料發(fā)生反應(yīng)，常用的耐火材料，都會(huì)與熔融鈦發(fā)生劇烈反應(yīng)，而無(wú)法用于鈦合金的熔模精密鑄造面層造型材料，化學(xué)穩(wěn)定性較高的氧化釔是目前鈦合金熔模精密鑄造中的造型材料，但這些材料存在著價(jià)格昂貴和生產(chǎn)工藝復(fù)雜的問(wèn)題，造成鈦合金零件的生產(chǎn)成本居高不下。
[0003]TiC0.47-0.7金屬陶瓷不但兼顧了陶瓷的強(qiáng)抗腐蝕性、抗氧化、高溫穩(wěn)定性和金屬的良好導(dǎo)電性，因此可以替代價(jià)格昂貴、工藝復(fù)雜的氧化釔、氧化鋯或鎢粉等鈦合金鑄造用面層材料，并且熔融鈦液不發(fā)生反應(yīng)，使其更適合作為鈦合金鑄造面層材料，同時(shí)采用砂型鑄造替代鈦合金鑄件的精密鑄造生產(chǎn)高精度的鈦合金鑄件，可大大簡(jiǎn)化鈦合金的生產(chǎn)工藝，降低鈦合金的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用砂型鑄造鈦合金鑄件的方法，鈦合金鑄造面層材料采用TiC0.47-0.7陶瓷砂和/或涂料。采用砂型鑄造具有工藝簡(jiǎn)單，批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，而且TiC0.47-0.7陶瓷作為鈦合金鑄造面層材料，可以保證在高溫下不與鈦合金發(fā)生反應(yīng)，可以替代電熔氧化釔，降低生產(chǎn)成本，解決鈦合金的熔模精密鑄造面層造型材料價(jià)格昂貴和資源匱乏的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種用砂型鑄造鈦合金鑄件的方法，所述方法包括使用砂型鑄造鈦及鈦合金鑄件，鑄造鈦合金面層材料采用TiC0.47-0.7陶瓷砂和/或涂料，使用二醋酸鋯/或T1-CoatN/或酚醛樹(shù)脂為粘結(jié)劑，將其制成澆注鈦合金所需的模型，在真空/或后充氬氣的條件下，將鈦合金澆入鑄型中，待鑄件溫度降低至室溫時(shí)取出制得表面光滑的鈦合金鑄件，TiCQ.47-Q.7陶瓷砂和涂料經(jīng)過(guò)回收處理后，可循環(huán)使用。
[0006]所述的一種用砂型鑄造鈦合金鑄件的方法，鈦合金砂型鑄造的造型材料的面層材料TiC0.47-Q.7陶瓷砂包括C與Ti的摩爾比為0.47-0.7的系列11(:陶瓷，11(:().47-().7()金屬陶瓷包括TiCQ.47，TiCQ.5，TiC().6，TiC().67，TiC().7，其粒度為50-100 目、70-140 目、100-200 目。
[0007]所述的一種用砂型鑄造鈦合金鑄件的方法，鈦合金砂型的拐角處、熱結(jié)處涂刷面層涂料，面層涂料采用TiCQ.47-Q.7陶瓷粉為耐火骨料的涂料，TiCQ.47-Q.7陶瓷粉料的粒度為270-325 目。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
本發(fā)明可解決鈦合金的熔模精密鑄造面層造型材料昂貴和生產(chǎn)工藝復(fù)雜的問(wèn)題的難題，本發(fā)明可使用TiAlC基金屬陶瓷的粉體材料和塊體材料作為面層材料，價(jià)格較低，工藝制備簡(jiǎn)單，并且高溫下不與熔融鈦液發(fā)生反應(yīng)，制得的鈦合金表面光潔。而且可以替代氧化釔、氧化鋯或鎢粉等材料，降低生產(chǎn)成本，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明實(shí)施方案之一工藝流程方框圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施方案之二工藝流程方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0011]使用砂型鑄造生產(chǎn)鈦及鈦合金鑄件，鑄造鈦合金面層材料采用TiCQ.47-Q.7陶瓷砂和/或涂料，使用二醋酸鋯/或T1-CoatN/或酚醛樹(shù)脂為粘結(jié)劑，將其制成澆注鈦合金所需的模型，在真空/或后充氬氣的條件下，將鈦合金澆入鑄型中，待鑄件溫度降低至室溫時(shí)取出制得表面光滑的鈦合金鑄件，TiC0.47-Q.7陶瓷砂和涂料經(jīng)過(guò)回收處理后，可循環(huán)使用。
[0012]實(shí)施例1
將TiC0.47金屬陶瓷割打磨成50-100目砂粒，使用二醋酸鋯為粘結(jié)劑，將其粘成所需形狀的鑄模及殼芯，然后在500-1000°C真空條件下將鑄模及殼芯焙燒，保溫0.5-4小時(shí)，保溫時(shí)間取決于鑄模和殼芯的厚度，冷卻到室溫后，將制備好的鑄模及型芯組裝好，以待使用；在真空感應(yīng)加熱爐中，將Ti合金置于氧化鈣坩禍中熔化，熔煉時(shí)，爐內(nèi)在真空度7 Pa以下后，充氬氣。
[0013]將鈦合金澆入氬氣保護(hù)的TiC0.47鑄型中，待鑄件溫度降低至室溫時(shí)取出，可制得表面光滑的鈦合金鑄件。
[0014]型砂和芯砂經(jīng)過(guò)再生收處理后，重復(fù)使用。
[0015]其工藝見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖中的圖1。
[0016]實(shí)施例2
將TiC0.5金屬陶瓷割打磨成70-140目砂粒，使用T1-CoatN為粘結(jié)劑，將其粘成所需形狀的鑄模及殼芯，然后在300-1000°C真空條件下將鑄模及殼芯焙燒，保溫0.5-4小時(shí)，保溫時(shí)間取決于鑄模和殼芯的厚度，冷卻到室溫后，將制備好的鑄模及型芯組裝好，以待使用；在真空感應(yīng)加熱爐中，將Ti合金置于氧化鈣坩禍中熔化，熔煉時(shí)，爐內(nèi)在真空度7 Pa以下后，充氬氣。
[0017]將鈦合金澆入氬氣保護(hù)的TiC0.5鑄型中，待鑄件溫度降低至室溫時(shí)取出，可制得表面光滑的鈦合金鑄件。
[0018]型砂和芯砂經(jīng)過(guò)再生收處理后，重復(fù)使用。
[0019]其工藝見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖中的圖1。
[0020]實(shí)施例3
將TiC0.6金屬陶瓷割打磨成100-200目砂粒，使用酚醛樹(shù)脂為粘結(jié)劑，將其粘成所需形狀的鑄模及殼芯，然后在300-500°C真空條件下將鑄模及殼芯焙燒，保溫0.5-4小時(shí)，保溫時(shí)間取決于鑄模和殼芯的厚度，冷卻到室溫后，將制備好的鑄模及型芯組裝好，以待使用；在真空感應(yīng)加熱爐中，將Ti合金置于氧化鈣坩禍中熔化，熔煉時(shí)，爐內(nèi)在真空度7 Pa以下后，充氬氣。
[0021]將鈦合金澆入氬氣保護(hù)的TiCQ.6鑄型中，待鑄件溫度降低至室溫時(shí)取出，可制得表面光滑的鈦合金鑄件。
[0022]型砂和芯砂經(jīng)過(guò)再生收處理后，重復(fù)使用。
[0023]其工藝見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖中的圖1。
[0024]實(shí)施例4
將Ti3C2金屬陶瓷割打磨成100-200目砂粒，使用酚醛樹(shù)脂為粘結(jié)劑，將其粘成所需形狀的鑄模及殼芯，然后在300-500°C真空條件下將鑄模及殼芯焙燒，保溫0.5-4小時(shí)，保溫時(shí)間取決于鑄模和殼芯的厚度，冷卻到室溫后，將制備好的鑄模及型芯組裝好，以待使用；在真空感應(yīng)加熱爐中，將Ti合金置于氧化鈣坩禍中熔化，熔煉時(shí)，爐內(nèi)在真空度7 Pa以下后，充氬氣。
[0025]將鈦合金澆入氬氣保護(hù)的Ti3C2鑄型中，待鑄件溫度降低至室溫時(shí)取出，可制得表面光滑的鈦合金鑄件。
[0026]型砂和芯砂經(jīng)過(guò)再生收處理后，重復(fù)使用。
[0027]其工藝見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖中的圖1。
[0028]實(shí)施例5
將TiC0.7金屬陶瓷割打磨成50-100目砂粒，使用二醋酸鋯為粘結(jié)劑，將其粘成所需形狀的鑄模及殼芯，然后在300-500°C真空條件下將鑄模及殼芯焙燒，保溫0.5-4小時(shí)，保溫時(shí)間取決于鑄模和殼芯的厚度，冷卻到室溫后，將制備好的鑄模及型芯組裝好，以待使用；
在真空感應(yīng)加熱爐中，將Ti合金置于氧化鈣坩禍中熔化，熔煉時(shí)，爐內(nèi)在真空度7 Pa以下后，充氬氣。
[0029]將鈦合金澆入氬氣保護(hù)的TiCQ.7鑄型中，待鑄件溫度降低至室溫時(shí)取出，可制得表面光滑的鈦合金鑄件。
[0030]型砂和芯砂經(jīng)過(guò)再生收處理后，重復(fù)使用。
[0031]其工藝見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖中的圖1。
[0032]實(shí)施例6
將TiC0.47金屬陶瓷割打磨成50-100目砂粒，使用二醋酸鋯為粘結(jié)劑，將其粘成所需形狀的鑄模及殼芯，將制備好的鑄模及型芯組裝成鈦合金鑄造的砂型，在鈦合金砂型的拐角處、熱結(jié)處涂刷面層涂料，面層涂料采用TiCQ.47—0.7陶瓷粉為耐火骨料的涂料，TiCQ.47—0.7陶瓷粉料的粒度為270-325目。然后在300-700°C真空條件下將鑄模及殼芯焙燒，保溫0.5-4小時(shí)，保溫時(shí)間取決于鑄模和殼芯的厚度，冷卻到室溫后，以待使用；
在真空感應(yīng)加熱爐中，將Ti合金置于氧化鈣坩禍中熔化，熔煉時(shí)，爐內(nèi)在真空度7 Pa以下后，充氬氣。
[0033]將鈦合金澆入氬氣保護(hù)的TiCQ.47鑄型中，待鑄件溫度降低至室溫時(shí)取出，可制得表面光滑的鈦合金鑄件。
[0034]其工藝見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖中的圖2。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用砂型鑄造鈦合金鑄件的方法，其特征在于:使用砂型鑄造鈦及鈦合金鑄件，鑄造鈦合金面層材料采用TiCm?陶瓷砂和/或涂料，使用二醋酸鋯/或T1-CoatN/或酚醛樹(shù)脂為粘結(jié)劑，將其制成澆注鈦合金所需的模型，在真空/或后充氬氣的條件下，將鈦合金澆入鑄型中，待鑄件溫度降低至室溫時(shí)取出制得表面光滑的鈦合金鑄件，TiC0.47-Q.7陶瓷砂和涂料經(jīng)過(guò)回收處理后，可循環(huán)使用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用砂型鑄造鈦合金鑄件的方法，其特征在于:鈦合金砂型鑄造的造型材料的面層材料TiC0.47-0.7陶瓷砂包括C與Ti的摩爾比為0.47-0.7的系列TiC陶瓷，其粒度為50-100目、70-140目、100-200目。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用砂型鑄造鈦合金鑄件的方法，其特征在于:鈦合金砂型的拐角處、熱結(jié)處涂刷面層涂料，面層涂料采用TiCQ.47-0.7陶瓷粉為耐火骨料的涂料，TiCQ.47-Q.7陶瓷粉料的粒度為270-325目。
【專利摘要】一種用砂型鑄造鈦合金鑄件的方法，涉及一種鑄造方法，該方法生產(chǎn)鈦合金采用砂型鑄造，生產(chǎn)鈦合金鑄件的面層材料或涂料采用TiC0.47-0.7；所述方法包括如下過(guò)程：鑄造鈦合金面層材料采用TiC0.47-0.7陶瓷砂和/或涂料，使用二醋酸鋯/或Ti-CoatN/或酚醛樹(shù)脂為粘結(jié)劑，將其制成澆注鈦合金所需的模型，在真空/或后充氬氣的條件下，將鈦合金澆入鑄型中，待鑄件溫度降低至室溫時(shí)取出制得表面光滑的鈦合金鑄件，TiC0.47-0.7陶瓷砂和涂料經(jīng)過(guò)回收處理后，可循環(huán)使用。本發(fā)明可以采用TiC0.47-0.7陶瓷砂和/或涂料替代氧化釔，降低生產(chǎn)成本，解決鈦合金面層造型材料的資源短缺、昂貴和生產(chǎn)工藝復(fù)雜的問(wèn)題。
【IPC分類】B22C1/22, B22D21/02, B22C3/00, B22C1/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105478658
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511013735
【發(fā)明人】曹大力
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)化工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日