專利名稱：一種鈦合金鑄造用復(fù)合型芯制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低成本復(fù)合型芯制備方法，特別是本發(fā)明適合鈦合金鑄造使用。
背景技術(shù)：
隨著航天、航空、艦船、石油化工等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，對復(fù)雜型腔、薄壁鈦合金鑄件的需求越來越多，此類產(chǎn)品主要通過熔模精密鑄造工藝來進行鑄造成型，鑄件復(fù)雜型腔和盲腔結(jié)構(gòu)主要通過在蠟?zāi)Ｖ蟹胖肶2O3陶瓷型芯來鑄出，但是適合鈦合金鑄造用的陶瓷型芯制作成本高昂，僅僅應(yīng)用于附加值非常高的鈦合金鑄件的生產(chǎn)中，限制了鈦合金鑄件的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于鈦合金鑄造用復(fù)合型芯，這種復(fù)合型芯具有低成本(成本約為Y2O3陶瓷型芯的1/5)、高尺寸精度、高表面質(zhì)量、高化學(xué)穩(wěn)定性的特點。采用的技術(shù)方案
一種鈦合金鑄造用復(fù)合型芯制備方法，包括下述工藝步驟
一、制備復(fù)合型芯原坯1、原料選配
原料由A1203、CaO、莫來石粉和硅溶膠混合制備成，其配料比以質(zhì)量百分比計為莫來石粉 35-44. 7%、Α120343-54· 7%,CaOO. 1%-0. 3%、硅溶膠 5%_12%。硅溶膠濃度為 25-35%，莫來石粉粒度為50 70目。2、復(fù)合型芯原坯成型
取莫來石粉35-44. 7%、硅溶膠5%-12%放入容器內(nèi)混合均勻，再加入43-54. 7%的Al2O3粉進行混合，最后加入O. 1-0. 3%的CaO粉進行充分混合。將混合均勻的上述原料倒入準備好的鋁制復(fù)合型芯模具中，利用木槌進行逐層搗實。將搗實好的型芯原坯放入低溫烘箱中進行廣3小時烘烤，然后從烘箱中拿出備用。烘烤溫度為150-300°C。二、復(fù)合型芯原坯面層涂料制備1.原料選配
原料由Zr02、Y2O3和分散氧化鋁溶液混合制成，其配料比以質(zhì)量百分比計為=ZrO2粉52% 70%、Y2O3粉5% 8%、濃度為35-45%的分散氧化鋁溶液25% 40%。2.涂料制備
先取25-40%的分散氧化鋁溶液倒入容器中，再將5-8%的Y2O3粉倒入容器中攪拌30-40分鐘，最后將52-70%Zr02粉倒入容器中攪拌60分鐘，將攪拌好的涂料備用。三、復(fù)合型芯原坯涂掛面層涂料
將預(yù)先制備好的復(fù)合型芯原坯表面用氣體噴吹干凈后，浸入上述涂料中，然后取出放置到恒溫、恒濕風(fēng)干架上進行干燥24小時，風(fēng)干溫度為16°C 25°C，將干燥好的型芯，放入烘箱中在500°C飛00°C溫度烘烤I小時，然后用拋光輪將型芯表面拋光平整。四、復(fù)合型芯燒結(jié)
將表面拋光好的復(fù)合型芯放入高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)進行1200°c 1300°C燒結(jié)3飛小時，爐冷至室溫，將燒結(jié)好的復(fù)合型芯取出后，重新進行拋光打磨，即得。本發(fā)明的優(yōu)點
利用本專利方法能夠?qū)崿F(xiàn)大幅度降低復(fù)合型芯制作成本，提高復(fù)合型芯尺寸精度和表面質(zhì)量，從而大幅度降低鈦合金鑄件的鑄造成本。
具體實施例方式實施例一· 一種鈦合金鑄造用復(fù)合型芯制備方法，包括下述工藝步驟
一、制備復(fù)合型芯原坯
取40%莫來石粉和10. 9%硅溶膠混合均勻，再加入49%的Al2O3粉進行混合，最后加入O. 1%的CaO充分混合均勻，備用。將混合均勻的上述原料倒入鋁制復(fù)合型芯模具中，用木槌進行逐層搗實。將搗實好的型芯原坯放入低溫烘箱中(烘烤溫度150°C ^300°C )，烘烤2-3小時，取出備用。二、復(fù)合型芯原坯面層涂料制備
取分散氧化鋁溶液25%倒入容器內(nèi)，再將8%的Y2O3粉倒入容器中攪拌30分鐘，最后取67%的ZrO2粉倒入容器中攪拌60分鐘，即為面層涂料。三、復(fù)合型芯原坯涂掛面層涂料
將預(yù)先制備好的復(fù)合型芯原坯表面用氣體噴吹干凈后，浸入上述涂料中，然后取出放置到恒溫、恒濕風(fēng)干架上進行干燥24小時。風(fēng)干溫度為25°C將干燥好的型芯，放入烘箱中在500°C飛00°C溫度下烘烤I小時，然后用拋光輪將型芯表面拋光平整。四、復(fù)合型芯燒結(jié)
將表面拋光好的復(fù)合型芯放入高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)進行1200°C 1300°C燒結(jié)3飛小時，爐冷至室溫，將燒結(jié)好的復(fù)合型芯取出后，重新進行拋光打磨，即得。實施例二
一種鈦合金鑄造用復(fù)合型芯制備方法，包括下述工藝步驟
一、制備復(fù)合型芯原坯
取35%莫來石粉和10%硅溶膠混合均勻，再加入54. 7%的Al2O3粉進行混合，最后加入O. 3%的CaO充分混合均勻，備用。將混合均勻的上述原料倒入鋁制復(fù)合型芯模具中，用木槌進行逐層搗實。將搗實好的型芯原坯放入低溫烘箱中(烘烤溫度150°C ^300°C )，烘烤2-3小時，取出備用。二、復(fù)合型芯原坯面層涂料制備
取分散氧化鋁溶液35%倒入容器內(nèi)，再將5%的Y2O3粉倒入容器中攪拌30分鐘，最后60%的ZrO2粉倒入容器中攪拌60分鐘，即為面層涂料。三、復(fù)合型芯原坯涂掛面層涂料將預(yù)先制備好的復(fù)合型芯原坯表面用氣體噴吹干凈后，浸入上述涂料中，然后取出放置到恒溫、恒濕風(fēng)干架上進行干燥24小時。風(fēng)干溫度為16°C，將干燥好的型芯，放入烘箱中5000C飛00°C烘烤I小時，然后用拋光輪將型芯表面拋光平整。四、復(fù)合型芯燒結(jié)
將表面拋光好的復(fù)合型芯放入高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)進行1200°C 1300°C燒結(jié)3飛小時，爐冷至室溫，將燒結(jié)好的復(fù)合型芯取出后，重新進行拋光打磨，即得。實施例三
一種鈦合金鑄造用復(fù)合型芯制備方法，包括下述工藝步驟
一、制備復(fù)合型芯原坯 取41%莫來石粉和10. 8%硅溶膠混合均勻，再加入48%的Al2O3粉進行混合，最后加入O. 2%的CaO充分混合均勻，備用。將混合均勻的上述原料倒入鋁制復(fù)合型芯模具中，用木槌進行逐層搗實。將搗實好的型芯原坯放入低溫烘箱中(烘烤溫度150°C ^300°C )，烘烤2_3小時，取出備用。二、復(fù)合型芯原坯面層涂料制備
取分散氧化鋁溶液40%倒入容器內(nèi)，再將6%的Y2O3粉倒入容器中攪拌40分鐘，最后54%的ZrO2粉倒入容器中攪拌60分鐘，即為面層料。三、復(fù)合型芯原坯涂掛面層涂料
將預(yù)先制備好的復(fù)合型芯原坯表面用氣體噴吹干凈后，浸入上述涂料中，然后取出放置到恒溫、恒濕風(fēng)干架上進行干燥24小時。風(fēng)干溫度為20°C，將干燥好的型芯，放入烘箱中5000C飛00°C烘烤I小時，然后用拋光輪將型芯表面拋光平整。四、復(fù)合型芯燒結(jié)
將表面拋光好的復(fù)合型芯放入高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)進行1200°C 1300°C燒結(jié)3飛小時，爐冷至室溫，將燒結(jié)好的復(fù)合型芯取出后，重新進行拋光打磨，即得。
權(quán)利要求
1.一種鈦合金鑄造用復(fù)合型芯制備方法，包括下述工藝步驟 (1)、制備復(fù)合型芯原坯 ①、原料選配 原料由A1203、CaO、莫來石粉和硅溶膠混合制備成，其配料比以質(zhì)量百分比計為莫來石粉 35-44. 7%、Al20343-54. 7%、CaOO. 1%-0. 3%、硅溶膠 5%_12%，硅溶膠濃度為 25-35%，莫來石粉粒度為50 70目； ②、復(fù)合型芯原坯成型 取莫來石粉35-44. 7%、硅溶膠5%-12%放入容器內(nèi)混合均勻，再加入43-54. 7%的Al2O3粉進行混合，最后加入O. 1-0. 3%的CaO粉進行充分混合； 將混合均勻的上述原料倒入準備好的鋁制復(fù)合型芯模具中，利用木槌進行逐層搗實；將搗實好的型芯原坯放入低溫烘箱中進行2 3小時烘烤，然后從烘箱中拿出備用；烘烤溫度為 150-3000C ； (2)、復(fù)合型芯原坯面層涂料制備 ①、原料選配 原料由Zr02、Y2O3和分散氧化鋁溶液混合制成，其配料比以質(zhì)量百分比計為=ZrO2粉52% 70%、Y2O3粉5% 8%、濃度為35-45%的分散氧化鋁溶液25% 40% ； ②、涂料制備 先取25-40%的分散氧化鋁溶液倒入容器中，再將5-8%的Y2O3粉倒入容器中攪拌30-40分鐘，最后將52-70%Zr02粉倒入容器中攪拌60分鐘，將攪拌好的涂料備用； (3 )、復(fù)合型芯原坯涂掛面層涂料 將預(yù)先制備好的復(fù)合型芯原坯表面用氣體噴吹干凈后，浸入上述涂料中，然后取出放置到恒溫、恒濕風(fēng)干架上進行干燥24小時，風(fēng)干溫度為16°C _25°C，將干燥好的型芯，放入烘箱中在500°C飛00°C溫度烘烤I小時，然后用拋光輪將型芯表面拋光平整； (4)、復(fù)合型芯燒結(jié) 將表面拋光好的復(fù)合型芯放入高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)進行1200°C 1300°C燒結(jié)3飛小時，爐冷至室溫，將燒結(jié)好的復(fù)合型芯取出后，重新進行拋光打磨，即得。
全文摘要
一種鈦合金鑄造用復(fù)合型芯制備方法，是用莫來石粉35-44.7%、Al2O343-54.7%、CaO0.1%-0.3%和硅溶膠制成復(fù)合型芯原坯，再將25-40%的分散氧化鋁溶液倒入容器中，再加入5-8%的Y2O3粉和52-70%的ZrO2粉混均，制成涂料。將制成的復(fù)合型芯原坯放上述涂料中，取出后風(fēng)干24小時，再在500-600℃下烘烤1小時，最后將掛涂料的復(fù)合型芯表面拋光，并放入焙燒爐內(nèi)在1200-1300℃下燒結(jié)3-5小時，爐冷至室溫后重新拋光打磨，即得。利用本發(fā)明方法能夠?qū)崿F(xiàn)大幅度降低復(fù)合型芯制作成本，提高復(fù)合型芯尺寸精度和表面質(zhì)量，從而大幅度降低鈦合金鑄件的鑄造成本。
文檔編號B22C3/00GK102989994SQ20121049211
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者謝華生, 趙軍, 史昆, 劉時兵, 于志強, 劉宏宇, 閆平, 劉鴻羽 申請人:沈陽鑄造研究所