专利名称：一种提高石墨型钛合金铸件质量的辅助工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于铸造工艺技术领域，特别涉及到一种提高石墨型钛合金铸件质 量的辅助工艺。
背景技术：
现有的铸造钛合金造型工艺主要有机加工石墨型工艺和熔模精密铸造工 艺。机加工石墨型工艺其造型材料为人造石墨，熔模精密铸造造型材料主要为 氧化物陶瓷型壳，如氧化锆和氧化钇等。
机加工石墨型工艺方法是将人造石墨棒材或板材用机械加工的方法加工成 和铸件外形一致的空腔，高温焙烧后浇注。人造石墨存在不会受熔融钛液侵蚀， 具有好的抗热冲击性能，具有良好的高温稳定性，抗变形能力强，成本低等特 点，被普遍应用于铸钛行业。但其也存在如下不利特性
1. 由于人造石墨导热性好，加之钛的比热小容易凝固的特点，常会使钛铸件 表面产生冷隔和流痕等缺陷，造成钛铸件表面质量降低，造成钛铸件后处理(补 焊、打磨和修整)难度和工作量增加。
2. 石墨型强度高，退让性差，铸件表面易产生微裂纹。
3. 人造石墨内部致密度较差，存在孔隙，钛铸件浇注后石墨易附着在其表面， 难以清理。
4. 石墨型不宜机加工结构部分需用铸工铲和锉刀手工加工，加工后刀痕处难
以保证光滑，造成粗糙度下降，尺寸公差难保证。
熔模精密铸造工艺中由粘结剂和耐火粉料配成涂料，分面层和加固层(背层) 两种，浇注时面层直接和钛液接触，主要为金属氧化物涂料。该工艺克服了机加工石墨型工艺的缺点，但其需制作专业模具，造成浇注单件和小批量铸件时 成本增加；并且其现有氧化物陶瓷型壳存在强度低，浇注大型钛铸件时型壳易 开裂，造成跑水乃至铸件报废。
可以看出，对于大型和小批量钛铸件在长时间内仍将继续使用机加工石墨型 工艺，如何降低或消除其缺点成为铸钛生产的焦点。
发明内容
为了克服现有机加工石墨型工艺的不足，本发明提供一种提高石墨型钛合 金铸件质量的辅助工艺，该辅助工艺使用特殊的面层浆，可以填充石墨表面的 孔隙，防止浇注后石墨附着在铸件表面，减少铸件表面产生冷隔和流痕等缺陷， 且增大铸件形成集中縮孔的趋势。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案
所述的提高石墨型钛合金铸件质量的辅助工艺，是在浇注前用103:粘结剂 去离子水-85:10:5所配置的钛精密铸造用面层浆，用细刷均匀的涂抹于浇注时 形成铸件的石墨型芯表面，以完全覆盖为准，放置1小时后90trC 100(TC真 空焙烧，保温时间2 4小时，真空度《10Pa，随炉冷至30(TC以下出炉，出炉 后在烘箱内100 20(TC保温，浇注时取出备用。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性
1. 人造石墨导热性好，氧化物面层桨料导热性较人造石墨差，可减少铸件 表面产生冷隔和流痕等缺陷，增大铸件形成集中縮孔的趋势。
2. 面层浆的存在，可以填充石墨表面的孔隙，防止浇注后石墨附着在铸件 表面。
3. 面层浆可以弥合手加工时的刀痕和错型，提高铸件的尺寸公差和表面粗 糙度。
4. 真空热处理目的是除去石墨内吸附的气体并使面层浆料内的粘结溶剂转化为金属氧化物；10(TC 20(TC保温的目的是防止石墨型的二次吸气，减少铸 件内部的气縮孔缺陷。
5. 该辅助工艺浇注铸件可以增加合金流动性，可降低机加工石墨型工艺铸 件表面的流痕、冷隔和表面微裂纹等铸造缺陷80%以上。
6. 铸件尺寸能达到GB/T6414-1999《铸件尺寸公差与机械加工余量》中CT8 级的要求，与原机加工石墨型工艺相比提高约1 2个级别，接近熔模精密铸件 公差等级。
7. 其它条件相同情况下，该辅助工艺方法可降低铸件内部縮孔15%以上。
具体实施例方式
按Ti-6. 65A1-3. 75V配制成分符合GB/T3620-94《钛及钛合金牌号和化学 成分》的ZTC4合金，用YA:粘结剂去离子水-85:10:5配置钛精密铸造用面层 浆，用细刷均匀的涂抹于浇注时形成铸件的石墨型芯表面，以完全覆盖为准， 放置l小时后90(TC 100(TC真空焙烧，保温时间2 4小时，真空度《10Pa， 随炉冷至30(TC以下出炉，出炉后在烘箱内100 20(TC保温，浇注时取出备用。
采用本发明的辅助工艺浇注其壳体类钛铸件，壳体结构为上下两个法兰， 中间结构为内空的圆台体，每件重量约200kg。浇注后其实际力学性能和GB/T 6614-94《钛及钛合金铸件》比照如下
1. 规定残余伸长应力(Rp。.2)标准要求不小于825 MPa，实际为835和840 MPa， 符合标准要求。
2. 抗拉强度(RJ标准要求不小于895 MPa，实际为910和915 MPa，符合
标准要求。
3. 伸长率八(％)标准要求不小于6%，实际为8.5%，符合标准要求。
4. 硬度值HB标准要求不大于365，实际为302和309，符合标准要求。 采用本发明的辅助工艺其表面和内部质量改善情况如下1. 表面质量原工艺浇注铸件其表面冷隔和流痕类缺陷折合后共有74个 /m2，并且比较严重；本发明的辅助工艺其铸件表面有ll个/m2的轻微缺陷。
2. 铸件尺寸公差等级原工艺浇注铸件公差为CT9级，本发明的辅助工艺 为CT7级，提高2个级别。
3. 内部质量原工艺铸件内部縮孔共有287个/m2，发明工艺为225个/m2。 综上，本发明的辅助工艺在不降低机械性能的前提下，能降低石墨型钛铸
件表面缺陷如流痕、冷隔、微裂纹等80%以上，并且严重程度明显下降；能使 石墨型钛铸件的公差等级达到CT7 CT8级，比原石墨型工艺提高1 2个级别； 内部縮孔缺陷降低15%。
权利要求
1、一种提高石墨型钛合金铸件质量的辅助工艺，其特征在于该辅助工艺是在浇注前用Y203:粘结剂:去离子水＝85:10:5所配置的钛精密铸造用面层浆，用细刷均匀的涂抹于浇注时形成铸件的石墨型芯表面，以完全覆盖为准，放置1小时后900℃～1000℃真空焙烧，保温时间2～4小时，真空度≤10Pa，随炉冷至300℃以下出炉，出炉后在烘箱内100～200℃保温，浇注时取出备用。
全文摘要
一种提高石墨型钛合金铸件质量的辅助工艺，是在浇注前用Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>∶粘结剂∶去离子水＝85∶10∶5所配置的钛精密铸造用面层浆，用细刷均匀的涂抹于浇注时形成铸件的石墨型芯表面，以完全覆盖为准，放置1小时后900℃～1000℃真空焙烧，保温时间2～4小时，真空度≤10Pa，随炉冷至300℃以下出炉，出炉后在烘箱内100～200℃保温，浇注时取出备用。该辅助工艺使用特殊的面层浆，可以填充石墨表面的孔隙，防止浇注后石墨附着在铸件表面，减少铸件表面产生冷隔和流痕等缺陷，且增大铸件形成集中缩孔的趋势。
文档编号B22C3/00GK101456061SQ20071030004
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月10日 优先权日2007年12月10日
发明者宁二宾 申请人:洛阳双瑞精铸钛业有限公司