專利名稱：：一種高溫合金薄壁鑄件的制備方法
技術領域：
：本發明涉及鑄件成型技術，尤其是復雜薄壁弧形鑄件的制備技術，具體為一種高纟顯合金薄壁鑄件的制備方法。
背景技術：
：高溫合金鑄件制備流程一般從壓制蠟模開始，經檢驗合格的蠟模焊接組裝澆注系統，還要經過涂掛漿料、脫臘、燒殼等工序才能制備出所需鑄件的模殼。模殼經檢驗合格后，方可允許使用。將母合金錠下料到所需的重量在真空熔煉爐中進行重熔，并在鑄造工藝說明書中所要求的溫度下澆注到加熱到一定^Jt的模殼中(殼溫一般在850110(rC)，澆注完成后必須在鋼液完全凝固后殼溫下降到600。C以下后方可出爐。在鑄件完全冷卻后，方可清殼，將澆注系統切割去掉，鑄件還需在一定纟顯度熱處理后方可使用。
發明內容本發明的目的在于提供-一種高溫合金復雜薄壁弧形鑄件的制備方法，解決復雜薄壁弧形鑄件由于磨具設計比較困難，即使能夠開出磨具，操作也必然非常困難，不利于ftb量生產等問題。本發明的技術方案是一種高溫合金薄壁鑄件的制備方法，具體步驟如下在設計模具時，將零件的弧形展開成平板，由展開成的平板設計蠟模。采用中纟顯蠟壓制蠟模，制備出平板形蠟模后，在40-5(TC溫度7X浴下(7乂浴系統由7K槽和溫度計組成，水溫偏差應控制在士5。C)采用蠟mf喬形胎具進行蠟tl^喬形，直接將平板矯形成弧形，失喬成弧形蠟模應放在預制好地胎具上防止變形，在裝配卡具上焊接裝配澆注系統，再經傳統的制作陶瓷模殼的工藝制備模殼。模殼準備好后，將模殼放入馬弗爐中加熱到100(TC-110(TC之間，保溫0.5-2.5小時后使用，控驟用鎳鉻-鎳硅熱電偶，控溫精度為士1(TC。采用半連續真空感應爐重熔母合金，合金精煉后，放入模殼，應保證放入模殼后3min-8min內澆注完成，澆注溫度應在1450°C-1550°C，用W-Re電偶測量合金熔^i^度，控溫精度為土1(TC。模殼取出后，應放入65(TC-85(TC的馬弗爐中保溫1-2小時進行去應力，隨爐降溫至室溫方可清理。清理好的鑄件經打磨拋光修理后應基本符合鑄件圖表面質量的要求。由于鑄件在澆注和清理過程中，不可避免地發生變形，但是這時的變形量一般漸艮小，再經高溫定型處理后即可完全達到鑄件圖形狀公差要求的尺寸范圍。為此，將合格的鑄件放入高敲喬形模具，合嚴模具放入真空熱處理爐中在105(TC-115(rC、保溫4-6小時進行真空高溫定型，控縣用鉑銠-鉑熱電偶，控溫精度為土5"C。隨后，以280°C-320°C/min的速度吹氬快速冷卻至低于300°C，出爐冷卻。本發明的有益效果是1、本發明在設計模具時將原來的弧形展開成平板，再由展開成的平板設計蠟模，使模具設計化繁為簡。2、本發明采用中溫蠟壓制蠟模，制備出平板蠟模后，在水浴下采用蠟t數喬形胎具進行蠟m^喬形，直接將平板矯形成弧形；矯成弧形蠟模應放在弧形胎具上防止變形，在裝配器具上焊接澆注系統，再經傳統的制作陶瓷模殼的工藝制備模殼。經澆注、一級定型處理、清理模殼后，將合格的鑄件放入高纟^^喬形模具進行二級定型處理。本發明操作簡單，利于批量生產。3、本發明將二級定型處理工序與合金熱處理工序合二為一，進一步簡化工序，降低能耗，節約成本。4、本發明適用于鎳基等軸晶鑄造高溫合金，如M951合金。圖1平板型蠟模示意圖。圖2蠟tl^喬形胎具矯形成弧形示意圖。圖3鑄件裝入高纟顯定型模具示意圖。圖4高纟顯定型后的弧形鑄件示意圖。具體實駄式實施例1采用中溫蠟壓制蠟模1(如圖1所示)，制備出平板形蠟模后，在4(TC溫度水浴下采用蠟模矯形胎具2進行蠟模矯形，直接將平板矯形成弧形(如圖2所示)，矯成弧形蠟模應放在預制好地胎具上防止變形，在裝配卡具上焊接裝配澆注系統。模殼制備好后，將模殼放入馬弗爐中加熱到100(TC，保溫2小時后方可使用。采用半連續真空感應爐重熔M951母合金(合金成分如表1所示)，合金精煉后，放入模殼，應保證放入模殼后3min內澆注完成，澆注溫度應在145(TC。模殼取出后，應放入650°C的馬弗爐中保溫2小時進行去應力，隨爐降溫至室溫方可清理。清理好的鑄件經打磨拋光修理后應基本符合鑄件圖表面質量的要求，將合格的鑄件3放入高i^喬形模具4(如圖3所示)，合嚴模具放入真空熱處理爐中在105CTC保溫6小時進行真空高溫定型，隨后以280°C/min的速度吹氬快速冷卻至低于200°C，出爐冷卻，高溫定型后的弧形鑄件3形貌見圖4。表1(wt.%)cCrCoAlWMoNbYBNi實施例10.0521055.563.52.40.030據余實施例2采用中溫蠟壓制蠟模l(如圖1所示)，制備出平板形蠟模后，在5(TC^^水浴下采用蠟tl^喬形胎具2進行蠟模矯形，直接將平板矯形成弧形(如圖2所示)，矯成弧形蠟模應放在預制好地胎具上防止變形，在裝配卡具上焊接裝配澆注系統。模殼制備好后，將模殼放入馬弗爐中加熱到110(TC，保溫0.5小時后方可使用。采用半連續真空感應爐重熔K403合金(成分如表2所示)，合金精煉后，放入模殼，應保證放入模殼后5min內澆注完成，澆注溫度應在1550。C。模殼取出后，應放入750"的馬弗爐中保溫1.5小時進行去應力，隨爐降鵬室溫方可清理。清理好的鑄件經打磨拋光修理后應基本符合鑄件圖表面質量的要求，將合格的鑄件3放入高^^喬形模具4(如圖3所示)，合嚴模具放入真空熱處理爐中在110(TC保溫5小時進行真空高溫定型，隨后以320°C/min的速度吹氬快速冷卻至低于300°C，出爐冷卻，高溫定型后的弧形鑄件3形貌見圖4。表2(wt.%)CCrCoAlWMoTiNi實施例20.159.05.85.85.04.02.5余實施例3采用中溫蠟壓制蠟模l(如圖i所示)，制備出平板形蠟模后，在45x:溫度水浴下采用蠟模矯形胎具2進行蠟模矯形，直接將平板矯形成弧形(如圖2所示)，5矯成弧形蠟模應放在預制好地胎具上防止變形，在裝配卡具上焊接裝配澆注系統。模殼制備好后，將模殼放入馬弗爐中加熱到105(TC，保溫l小時后方可使用。采用半連續真空感應爐重熔K417合金(成分如表3所示)，合金精煉后，放入模殼，應保證放入模殼后8min內澆注完成，澆注溫度應在150(TC。模殼取出后，應放入85(TC的馬弗爐中保溫1小時進行去應力，隨爐降溫至室溫方可清理。清理好的鑄件經打磨拋光修理后應基本符合鑄件圖表面質量的要求，將合格的鑄件3放入高纟融喬形模具4(如圖3所示)，合嚴模具放入真空熱處理爐中在115(TC保溫4小時進行真空高溫定型，隨后以300°C/min的速度吹氬快速冷卻至低于300°C，出爐冷卻，高溫定型后的弧形鑄件4形貌見圖4。表3(wt.%)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權利要求1、一種高溫合金薄壁鑄件的制備方法，其特征在于，具體步驟如下(1)模具設計將零件的弧形展開成平板，由展開成的平板設計蠟模；(2)壓制蠟模采用中溫蠟壓制蠟模，制備出平板形蠟模后，在40-50℃溫度水浴下，采用蠟模矯形胎具進行蠟模矯形，直接將平板矯形成弧形；(3)制備模殼在裝配卡具上焊接裝配澆注系統，再經傳統的制作陶瓷模殼的工藝制備模殼，模殼準備好后，將模殼放入馬弗爐中加熱到1000℃-1100℃之間，保溫0.5-2.5小時；(4)熔煉、澆注、清理；(5)定型將合格的鑄件放入高溫矯形模具，合嚴模具放入真空熱處理爐中在1050℃-1150℃、保溫2-6小時進行真空高溫定型；隨后，以280℃-320℃/min的速度吹氬快速冷卻至低于300℃，出爐冷卻。2、按照權利要求1所述的高溫合金薄壁鑄件的制備方法，其特征在于，制備模殼時，控皿用鎳鉻-ll^熱電偶，控溫精度為士1(TC。3、按照權利要求1所述的高溫合金薄壁鑄件的制備方法，其特征在于，熔煉、澆注、清理時，采用半連續真空感應爐重熔母合金，合金精煉后，放入模殼后3min-8min內澆注完成，澆注^Uit應在1450°C-1550°C，用W-Re電偶測量合金熔{擬驢，控溫精度為土10。C;模殼取出后，方M650。C-850。C的馬弗爐中保溫1-2小時進行去應力，隨爐降溫至室溫后清理。4、按照權利要求1所述的高溫合金薄壁鑄件的制備方法，其特征在于，定型時，控纟縣用鉑銠-鉑熱電偶，控溫精度為土5'C。全文摘要本發明涉及鑄件成型技術，尤其是復雜薄壁弧形鑄件的制備技術，具體為一種高溫合金薄壁鑄件的制備方法，步驟如下(1)將零件的弧形展開成平板，由展開成的平板設計蠟模；(2)采用中溫蠟壓制蠟模，制備出平板形蠟模后，在水浴下，采用蠟模矯形胎具進行蠟模矯形，直接將平板矯形成弧形；(3)制備模殼；(4)熔煉、澆注、清理；(5)將合格的鑄件放入高溫矯形模具，合嚴模具放入真空熱處理爐中進行真空高溫定型；隨后，快速冷卻至低于300℃，出爐冷卻。本發明可以解決復雜薄壁弧形鑄件磨具設計困難、操作復雜等不利于批量生產的工程化問題。文檔編號B22C9/04GK101480696SQ200810010080公開日2009年7月15日申請日期2008年1月11日優先權日2008年1月11日發明者于金江,侯桂臣,孫曉峰,王志輝,管恒榮,胡壯麒,啟鄭,濤金申請人:中國科學院金屬研究所