一种钛合金浇铸用石墨型芯及浇铸模具、浇铸方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钛合金浇铸用石墨型芯及浇铸模具、浇铸方法，属于钛合金浇铸技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，航空、航天制造领域对钛合金铸件的使用越来越多，对钛合金铸件的表面质量要求也越来越高。钛合金铸件的成型多采用石墨模具精密成型，对于具有较小开口的封闭型腔的钛合金铸件来说，铸件内部的型腔无法全部暴露在视野之中，在检测表面质量的过程中，无法检测到其表面缺陷，即使采用特殊的方法可以观察到其表面的缺陷，由于型腔开口较小，工具无法深入到型腔内部对其表面缺陷进行修复。
[0003]对于上述铸件表面的缺陷，目前一般采取的措施是保证铸件的成型，牺牲视野盲区中的表面质量，即对型腔内部的表面缺陷不做处理。随着航空、航天等领域的技术发展，对钛合金铸件的要求也越来越高，即使是开口较小的封闭型腔内，也要求其表面无裂纹等铸造缺陷，传统设计只考虑其成型性能而不考虑其内部表面质量的设计思路已不能满足需要。
[0004]现有技术中，型腔内部的表面缺陷多是由于铸件在浇铸过程中收缩时，由于石墨型芯退让性差引起的。如图1-2所示，现有技术中的钛合金浇铸模具包括外模和设置在外模中的石墨型芯2，外模一般由第一外模组件I和第二外模组件3组成，外模和石墨型芯之间形成了用来容纳浇铸件4的空间。由于这种钛合金浇铸用石墨型芯为一体加工成型，在钛合金铸件收缩时，石墨型芯退让性较差，铸件表面很容易产生应力集中，导致产生裂纹。而且，这种具有较小开口的封闭型腔的钛合金铸件，在浇铸完成后，型腔内部的石墨型芯非常不容易清理出来，增加了加工难度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种钛合金浇铸用石墨型芯，以解决现有技术中钛合金浇铸用石墨型芯退让性差的问题。本发明的目的还在于提供一种使用上述石墨型芯的浇铸模具及使用该模具的浇铸方法。
[0006]为了实现以上目的，本发明的钛合金浇铸用石墨型芯的技术方案如下:
[0007]—种钛合金浇铸用石墨型芯，所述石墨型芯具有中空的内腔，所述石墨型芯为分体结构。
[0008]所述石墨型芯包括型芯基体和固定设置在型芯基体上的型芯盖体，所述型芯基体和型芯盖体中的至少一个上设置有凹槽，所述凹槽构成了所述内腔。
[0009]所述壳体厚度为2-20mm。
[0010]所述壳体上设置有与所述内腔连通用来将内腔中的气体通往外部的通气孔。
[0011]本发明的浇铸模具的技术方案如下:
[0012]一种浇铸模具，包括外模和设置在外模中的石墨型芯，所述石墨型芯具有中空的内腔，所述石墨型芯为分体结构。
[0013]所述石墨型芯包括型芯基体和固定设置在型芯基体上的型芯盖体，所述型芯基体和型芯盖体中的至少一个上设置有凹槽，所述凹槽构成了所述内腔。
[0014]所述壳体厚度为2-20mm。
[0015]所述壳体上设置有与所述内腔连通用来将内腔中的气体通往外部的通气孔。
[0016]本发明的浇铸方法的技术方案如下:
[0017]一种浇铸方法，将钛合金熔液注入上述浇铸模具中，脱模，即得。
[0018]本发明通过在石墨型芯内部设置内腔，形成了石墨型芯壳体，在保证钛合金浇铸件的浇铸精度的同时，又能使钛合金浇铸件在收缩时产生的收缩力能够将石墨型芯挤碎，使石墨型芯具有良好的退让性，避免了钛合金浇铸件的内表面产生裂纹。并采用分体结构，便于组装和加工。而且，石墨型芯被挤碎后，也便于从浇铸件的型腔中清理出来。使用本发明的钛合金浇铸用石墨型芯的模具与现有技术中的模具相比，清壳时间减少了 50%以上，大大提尚了生广效率。
[0019]进一步的，石墨型芯壳体上设置有通气孔，可以将浇铸过程中产生的高温膨胀气体及时排出到模具外部。
【附图说明】
[0020]图1为现有技术中的钛合金浇铸模具的结构示意图；
[0021]图2为图1的剖面图；
[0022]图3为本发明的浇铸模具的实施例的结构示意图；
[0023]图4为图3的剖面图。
【具体实施方式】
[0024]本发明的钛合金浇铸模具的实施例:
[0025]如图3-4所示，本实施例的浇铸模具包括外模和设置在外模中的石墨型芯2，外模和石墨型芯之间构成了用来容纳浇铸件的空间，本发明的钛合金浇铸件为具有封闭型腔且腔体开口较小的浇铸件4，本实施例中的浇铸件由圆筒形壳体和一体设置在圆筒形壳体两端的端盖构成，两个端盖上分别具有与圆筒形壳体内部腔体连通的通孔，该通孔的内径小于圆筒形壳体的内径。端盖由沿浇铸件径向方向延伸的圆环状端板和设置在圆环状端板上朝圆筒形壳体外部的圆筒状凸起构成，圆环状端板的外沿与圆筒形壳体的端部一体设置，其内沿与圆筒状凸起的一端一体设置，圆筒状凸起的轴线与圆筒形壳体的轴线重合并沿轴线向圆筒形壳体外部延伸。本实施例的钛合金浇铸模具的外模由长方体第一外模组件I和长方体第二外模组件3固定连接构成，长方体外模组件的一个面上设置有与浇铸件外表面形状匹配的半圆形凹槽，两个长方体外模组件的半圆形凹槽的槽口相对扣合在一起构成了所述外模，外模组件的两端在半圆形凹槽开口所处的平面上设置有半圆形缺口，该半圆形缺口与半圆形凹槽同轴，在两个外模组件扣合在一起后，半圆形缺口围成了外模两端的开
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[0026]石墨型芯为具有中空的内腔的壳体，壳体的外表面与浇铸件的内表面形状匹配，本实施例中石墨型芯壳体由型芯基体6和固定设置在型芯基体上的型芯盖体5组成，型芯基体与型芯盖体最外缘接触处通过销钉固定连接，型芯基体朝向型芯盖体的一端具有槽口朝向型芯盖体的圆形凹槽，该圆形凹槽构成了所述内腔，圆形凹槽的底部由圆环形板构成，该圆环形板远离圆形凹槽槽口的一侧一体设置有圆筒形第一通气段，圆筒形第一通气段远离型芯盖体的一端一体设置与有圆筒形第二通气段，第一通气段