專利名稱：一種提高石墨型鈦合金鑄件質量的輔助工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于鑄造工藝技術領域，特別涉及到一種提高石墨型鈦合金鑄件質 量的輔助工藝。
背景技術：
現(xiàn)有的鑄造鈦合金造型工藝主要有機加工石墨型工藝和熔模精密鑄造工 藝。機加工石墨型工藝其造型材料為人造石墨，熔模精密鑄造造型材料主要為 氧化物陶瓷型殼，如氧化鋯和氧化釔等。
機加工石墨型工藝方法是將人造石墨棒材或板材用機械加工的方法加工成 和鑄件外形一致的空腔，高溫焙燒后澆注。人造石墨存在不會受熔融鈦液侵蝕， 具有好的抗熱沖擊性能，具有良好的高溫穩(wěn)定性，抗變形能力強，成本低等特 點，被普遍應用于鑄鈦行業(yè)。但其也存在如下不利特性
1. 由于人造石墨導熱性好，加之鈦的比熱小容易凝固的特點，常會使鈦鑄件 表面產生冷隔和流痕等缺陷，造成鈦鑄件表面質量降低，造成鈦鑄件后處理(補 焊、打磨和修整)難度和工作量增加。
2. 石墨型強度高，退讓性差，鑄件表面易產生微裂紋。
3. 人造石墨內部致密度較差，存在孔隙，鈦鑄件澆注后石墨易附著在其表面， 難以清理。
4. 石墨型不宜機加工結構部分需用鑄工鏟和銼刀手工加工，加工后刀痕處難
以保證光滑，造成粗糙度下降，尺寸公差難保證。
熔模精密鑄造工藝中由粘結劑和耐火粉料配成涂料，分面層和加固層(背層) 兩種，澆注時面層直接和鈦液接觸，主要為金屬氧化物涂料。該工藝克服了機加工石墨型工藝的缺點，但其需制作專業(yè)模具，造成澆注單件和小批量鑄件時 成本增加；并且其現(xiàn)有氧化物陶瓷型殼存在強度低，澆注大型鈦鑄件時型殼易 開裂，造成跑水乃至鑄件報廢。
可以看出，對于大型和小批量鈦鑄件在長時間內仍將繼續(xù)使用機加工石墨型 工藝，如何降低或消除其缺點成為鑄鈦生產的焦點。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有機加工石墨型工藝的不足，本發(fā)明提供一種提高石墨型鈦合 金鑄件質量的輔助工藝，該輔助工藝使用特殊的面層漿，可以填充石墨表面的 孔隙，防止?jié)沧⒑笫街阼T件表面，減少鑄件表面產生冷隔和流痕等缺陷， 且增大鑄件形成集中縮孔的趨勢。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案
所述的提高石墨型鈦合金鑄件質量的輔助工藝，是在澆注前用103:粘結劑 去離子水-85:10:5所配置的鈦精密鑄造用面層漿，用細刷均勻的涂抹于澆注時 形成鑄件的石墨型芯表面，以完全覆蓋為準，放置1小時后90trC 100(TC真 空焙燒，保溫時間2 4小時，真空度《10Pa，隨爐冷至30(TC以下出爐，出爐 后在烘箱內100 20(TC保溫，澆注時取出備用。
由于采用如上所述的技術方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性
1. 人造石墨導熱性好，氧化物面層槳料導熱性較人造石墨差，可減少鑄件 表面產生冷隔和流痕等缺陷，增大鑄件形成集中縮孔的趨勢。
2. 面層漿的存在，可以填充石墨表面的孔隙，防止?jié)沧⒑笫街阼T件 表面。
3. 面層漿可以彌合手加工時的刀痕和錯型，提高鑄件的尺寸公差和表面粗 糙度。
4. 真空熱處理目的是除去石墨內吸附的氣體并使面層漿料內的粘結溶劑轉化為金屬氧化物；10(TC 20(TC保溫的目的是防止石墨型的二次吸氣，減少鑄 件內部的氣縮孔缺陷。
5. 該輔助工藝澆注鑄件可以增加合金流動性，可降低機加工石墨型工藝鑄 件表面的流痕、冷隔和表面微裂紋等鑄造缺陷80%以上。
6. 鑄件尺寸能達到GB/T6414-1999《鑄件尺寸公差與機械加工余量》中CT8 級的要求，與原機加工石墨型工藝相比提高約1 2個級別，接近熔模精密鑄件 公差等級。
7. 其它條件相同情況下，該輔助工藝方法可降低鑄件內部縮孔15%以上。
具體實施例方式
按Ti-6. 65A1-3. 75V配制成分符合GB/T3620-94《鈦及鈦合金牌號和化學 成分》的ZTC4合金，用YA:粘結劑去離子水-85:10:5配置鈦精密鑄造用面層 漿，用細刷均勻的涂抹于澆注時形成鑄件的石墨型芯表面，以完全覆蓋為準， 放置l小時后90(TC 100(TC真空焙燒，保溫時間2 4小時，真空度《10Pa， 隨爐冷至30(TC以下出爐，出爐后在烘箱內100 20(TC保溫，澆注時取出備用。
采用本發(fā)明的輔助工藝澆注其殼體類鈦鑄件，殼體結構為上下兩個法蘭， 中間結構為內空的圓臺體，每件重量約200kg。澆注后其實際力學性能和GB/T 6614-94《鈦及鈦合金鑄件》比照如下
1. 規(guī)定殘余伸長應力(Rp。.2)標準要求不小于825 MPa，實際為835和840 MPa， 符合標準要求。
2. 抗拉強度(RJ標準要求不小于895 MPa，實際為910和915 MPa，符合
標準要求。
3. 伸長率八(％)標準要求不小于6%，實際為8.5%，符合標準要求。
4. 硬度值HB標準要求不大于365，實際為302和309，符合標準要求。 采用本發(fā)明的輔助工藝其表面和內部質量改善情況如下1. 表面質量原工藝澆注鑄件其表面冷隔和流痕類缺陷折合后共有74個 /m2，并且比較嚴重；本發(fā)明的輔助工藝其鑄件表面有l(wèi)l個/m2的輕微缺陷。
2. 鑄件尺寸公差等級原工藝澆注鑄件公差為CT9級，本發(fā)明的輔助工藝 為CT7級，提高2個級別。
3. 內部質量原工藝鑄件內部縮孔共有287個/m2，發(fā)明工藝為225個/m2。 綜上，本發(fā)明的輔助工藝在不降低機械性能的前提下，能降低石墨型鈦鑄
件表面缺陷如流痕、冷隔、微裂紋等80%以上，并且嚴重程度明顯下降；能使 石墨型鈦鑄件的公差等級達到CT7 CT8級，比原石墨型工藝提高1 2個級別； 內部縮孔缺陷降低15%。
權利要求
1、一種提高石墨型鈦合金鑄件質量的輔助工藝，其特征在于該輔助工藝是在澆注前用Y203:粘結劑:去離子水＝85:10:5所配置的鈦精密鑄造用面層漿，用細刷均勻的涂抹于澆注時形成鑄件的石墨型芯表面，以完全覆蓋為準，放置1小時后900℃～1000℃真空焙燒，保溫時間2～4小時，真空度≤10Pa，隨爐冷至300℃以下出爐，出爐后在烘箱內100～200℃保溫，澆注時取出備用。
全文摘要
一種提高石墨型鈦合金鑄件質量的輔助工藝，是在澆注前用Y₂O₃∶粘結劑∶去離子水＝85∶10∶5所配置的鈦精密鑄造用面層漿，用細刷均勻的涂抹于澆注時形成鑄件的石墨型芯表面，以完全覆蓋為準，放置1小時后900℃～1000℃真空焙燒，保溫時間2～4小時，真空度≤10Pa，隨爐冷至300℃以下出爐，出爐后在烘箱內100～200℃保溫，澆注時取出備用。該輔助工藝使用特殊的面層漿，可以填充石墨表面的孔隙，防止?jié)沧⒑笫街阼T件表面，減少鑄件表面產生冷隔和流痕等缺陷，且增大鑄件形成集中縮孔的趨勢。
文檔編號B22C3/00GK101456061SQ20071030004
公開日2009年6月17日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權日2007年12月10日
發(fā)明者寧二賓 申請人:洛陽雙瑞精鑄鈦業(yè)有限公司