专利名称：：一种高温合金薄壁铸件的制备方法
技术领域：
：本发明涉及铸件成型技术，尤其是复杂薄壁弧形铸件的制备技术，具体为一种高纟显合金薄壁铸件的制备方法。
背景技术：
：高温合金铸件制备流程一般从压制蜡模开始，经检验合格的蜡模焊接组装浇注系统，还要经过涂挂浆料、脱腊、烧壳等工序才能制备出所需铸件的模壳。模壳经检验合格后，方可允许使用。将母合金锭下料到所需的重量在真空熔炼炉中进行重熔，并在铸造工艺说明书中所要求的温度下浇注到加热到一定^Jt的模壳中(壳温一般在850110(rC)，浇注完成后必须在钢液完全凝固后壳温下降到600。C以下后方可出炉。在铸件完全冷却后，方可清壳，将浇注系统切割去掉，铸件还需在一定纟显度热处理后方可使用。
发明内容本发明的目的在于提供-一种高温合金复杂薄壁弧形铸件的制备方法，解决复杂薄壁弧形铸件由于磨具设计比较困难，即使能够开出磨具，操作也必然非常困难，不利于ftb量生产等问题。本发明的技术方案是一种高温合金薄壁铸件的制备方法，具体步骤如下在设计模具时，将零件的弧形展开成平板，由展开成的平板设计蜡模。采用中纟显蜡压制蜡模，制备出平板形蜡模后，在40-5(TC温度7X浴下(7乂浴系统由7K槽和温度计组成，水温偏差应控制在士5。C)采用蜡mf乔形胎具进行蜡tl^乔形，直接将平板矫形成弧形，失乔成弧形蜡模应放在预制好地胎具上防止变形，在装配卡具上焊接装配浇注系统，再经传统的制作陶瓷模壳的工艺制备模壳。模壳准备好后，将模壳放入马弗炉中加热到100(TC-110(TC之间，保温0.5-2.5小时后使用，控驟用镍铬-镍硅热电偶，控温精度为士1(TC。采用半连续真空感应炉重熔母合金，合金精炼后，放入模壳，应保证放入模壳后3min-8min内浇注完成，浇注温度应在1450°C-1550°C，用W-Re电偶测量合金熔^i^度，控温精度为土1(TC。模壳取出后，应放入65(TC-85(TC的马弗炉中保温1-2小时进行去应力，随炉降温至室温方可清理。清理好的铸件经打磨抛光修理后应基本符合铸件图表面质量的要求。由于铸件在浇注和清理过程中，不可避免地发生变形，但是这时的变形量一般漸艮小，再经高温定型处理后即可完全达到铸件图形状公差要求的尺寸范围。为此，将合格的铸件放入高敲乔形模具，合严模具放入真空热处理炉中在105(TC-115(rC、保温4-6小时进行真空高温定型，控縣用铂铑-铂热电偶，控温精度为土5"C。随后，以280°C-320°C/min的速度吹氩快速冷却至低于300°C，出炉冷却。本发明的有益效果是1、本发明在设计模具时将原来的弧形展开成平板，再由展开成的平板设计蜡模，使模具设计化繁为简。2、本发明采用中温蜡压制蜡模，制备出平板蜡模后，在水浴下采用蜡t数乔形胎具进行蜡m^乔形，直接将平板矫形成弧形；矫成弧形蜡模应放在弧形胎具上防止变形，在装配器具上焊接浇注系统，再经传统的制作陶瓷模壳的工艺制备模壳。经浇注、一级定型处理、清理模壳后，将合格的铸件放入高纟^^乔形模具进行二级定型处理。本发明操作简单，利于批量生产。3、本发明将二级定型处理工序与合金热处理工序合二为一，进一步简化工序，降低能耗，节约成本。4、本发明适用于镍基等轴晶铸造高温合金，如M951合金。图1平板型蜡模示意图。图2蜡tl^乔形胎具矫形成弧形示意图。图3铸件装入高纟显定型模具示意图。图4高纟显定型后的弧形铸件示意图。具体实駄式实施例1采用中温蜡压制蜡模1(如图1所示)，制备出平板形蜡模后，在4(TC温度水浴下采用蜡模矫形胎具2进行蜡模矫形，直接将平板矫形成弧形(如图2所示)，矫成弧形蜡模应放在预制好地胎具上防止变形，在装配卡具上焊接装配浇注系统。模壳制备好后，将模壳放入马弗炉中加热到100(TC，保温2小时后方可使用。采用半连续真空感应炉重熔M951母合金(合金成分如表1所示)，合金精炼后，放入模壳，应保证放入模壳后3min内浇注完成，浇注温度应在145(TC。模壳取出后，应放入650°C的马弗炉中保温2小时进行去应力，随炉降温至室温方可清理。清理好的铸件经打磨抛光修理后应基本符合铸件图表面质量的要求，将合格的铸件3放入高i^乔形模具4(如图3所示)，合严模具放入真空热处理炉中在105CTC保温6小时进行真空高温定型，随后以280°C/min的速度吹氩快速冷却至低于200°C，出炉冷却，高温定型后的弧形铸件3形貌见图4。表1(wt.%)cCrCoAlWMoNbYBNi实施例10.0521055.563.52.40.030据余实施例2采用中温蜡压制蜡模l(如图1所示)，制备出平板形蜡模后，在5(TC^^水浴下采用蜡tl^乔形胎具2进行蜡模矫形，直接将平板矫形成弧形(如图2所示)，矫成弧形蜡模应放在预制好地胎具上防止变形，在装配卡具上焊接装配浇注系统。模壳制备好后，将模壳放入马弗炉中加热到110(TC，保温0.5小时后方可使用。采用半连续真空感应炉重熔K403合金(成分如表2所示)，合金精炼后，放入模壳，应保证放入模壳后5min内浇注完成，浇注温度应在1550。C。模壳取出后，应放入750"的马弗炉中保温1.5小时进行去应力，随炉降鹏室温方可清理。清理好的铸件经打磨抛光修理后应基本符合铸件图表面质量的要求，将合格的铸件3放入高^^乔形模具4(如图3所示)，合严模具放入真空热处理炉中在110(TC保温5小时进行真空高温定型，随后以320°C/min的速度吹氩快速冷却至低于300°C，出炉冷却，高温定型后的弧形铸件3形貌见图4。表2(wt.%)CCrCoAlWMoTiNi实施例20.159.05.85.85.04.02.5余实施例3采用中温蜡压制蜡模l(如图i所示)，制备出平板形蜡模后，在45x:温度水浴下采用蜡模矫形胎具2进行蜡模矫形，直接将平板矫形成弧形(如图2所示)，5矫成弧形蜡模应放在预制好地胎具上防止变形，在装配卡具上焊接装配浇注系统。模壳制备好后，将模壳放入马弗炉中加热到105(TC，保温l小时后方可使用。采用半连续真空感应炉重熔K417合金(成分如表3所示)，合金精炼后，放入模壳，应保证放入模壳后8min内浇注完成，浇注温度应在150(TC。模壳取出后，应放入85(TC的马弗炉中保温1小时进行去应力，随炉降温至室温方可清理。清理好的铸件经打磨抛光修理后应基本符合铸件图表面质量的要求，将合格的铸件3放入高纟融乔形模具4(如图3所示)，合严模具放入真空热处理炉中在115(TC保温4小时进行真空高温定型，随后以300°C/min的速度吹氩快速冷却至低于300°C，出炉冷却，高温定型后的弧形铸件4形貌见图4。表3(wt.%)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1、一种高温合金薄壁铸件的制备方法，其特征在于，具体步骤如下(1)模具设计将零件的弧形展开成平板，由展开成的平板设计蜡模；(2)压制蜡模采用中温蜡压制蜡模，制备出平板形蜡模后，在40-50℃温度水浴下，采用蜡模矫形胎具进行蜡模矫形，直接将平板矫形成弧形；(3)制备模壳在装配卡具上焊接装配浇注系统，再经传统的制作陶瓷模壳的工艺制备模壳，模壳准备好后，将模壳放入马弗炉中加热到1000℃-1100℃之间，保温0.5-2.5小时；(4)熔炼、浇注、清理；(5)定型将合格的铸件放入高温矫形模具，合严模具放入真空热处理炉中在1050℃-1150℃、保温2-6小时进行真空高温定型；随后，以280℃-320℃/min的速度吹氩快速冷却至低于300℃，出炉冷却。2、按照权利要求1所述的高温合金薄壁铸件的制备方法，其特征在于，制备模壳时，控皿用镍铬-ll^热电偶，控温精度为士1(TC。3、按照权利要求1所述的高温合金薄壁铸件的制备方法，其特征在于，熔炼、浇注、清理时，采用半连续真空感应炉重熔母合金，合金精炼后，放入模壳后3min-8min内浇注完成，浇注^Uit应在1450°C-1550°C，用W-Re电偶测量合金熔{拟驢，控温精度为土10。C;模壳取出后，方M650。C-850。C的马弗炉中保温1-2小时进行去应力，随炉降温至室温后清理。4、按照权利要求1所述的高温合金薄壁铸件的制备方法，其特征在于，定型时，控纟縣用铂铑-铂热电偶，控温精度为土5'C。全文摘要本发明涉及铸件成型技术，尤其是复杂薄壁弧形铸件的制备技术，具体为一种高温合金薄壁铸件的制备方法，步骤如下(1)将零件的弧形展开成平板，由展开成的平板设计蜡模；(2)采用中温蜡压制蜡模，制备出平板形蜡模后，在水浴下，采用蜡模矫形胎具进行蜡模矫形，直接将平板矫形成弧形；(3)制备模壳；(4)熔炼、浇注、清理；(5)将合格的铸件放入高温矫形模具，合严模具放入真空热处理炉中进行真空高温定型；随后，快速冷却至低于300℃，出炉冷却。本发明可以解决复杂薄壁弧形铸件磨具设计困难、操作复杂等不利于批量生产的工程化问题。文档编号B22C9/04GK101480696SQ200810010080公开日2009年7月15日申请日期2008年1月11日优先权日2008年1月11日发明者于金江,侯桂臣,孙晓峰,王志辉,管恒荣,胡壮麒,启郑,涛金申请人:中国科学院金属研究所