一种解决等轴晶铸件中柱状晶及晶粒粗大的方法技术

本发明专利技术涉及一种解决等轴晶铸件中柱状晶及晶粒粗大的方法。本发明专利技术包括根据铸件的外形采用压蜡机压制铸件蜡模；设计晶粒改善工艺结构，所述晶粒改善工艺结构的截面形状为等腰三角形结构，将晶粒改善工艺结构垂直粘结在铸件蜡模的表面；将铸件蜡模组合成蜡模模组；在蜡模模组表面涂挂浆料，使铸件蜡模的表面与面层涂料充分接触，然后取出铸件蜡模并通过撒砂机均匀的向铸件蜡模的表面淋砂；蜡模模组经过干燥后用高压蒸汽脱蜡，得到铸件模壳；将铸件模壳进行焙烧，去除残留的蜡后进行合金的浇注。本发明专利技术在解决柱状晶、晶粒偏大问题时，可以使用此方法避免晶粒超差问题，同时在使用此方法后可以拓宽铸造工艺参数窗口而不导致柱状晶及晶粒偏大的问题。及晶粒偏大的问题。及晶粒偏大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种解决等轴晶铸件中柱状晶及晶粒粗大的方法


[0001]本专利技术涉及熔模精密铸造
，尤其是指一种解决等轴晶铸件中柱状晶及晶粒粗大的方法。

技术介绍

[0002]在熔模精密铸造中，传统等轴晶铸件的表面晶粒细化通常是模壳制备的面层浆料中加入要求比例的铝酸钴，以作为晶粒细化的催化剂，从而在合金从液态到凝固的过程中起到细化铸件表面晶粒的作用。但因其各类铸件结构、要求的不同，应用于航空、航天、燃气轮机发动机的合金部件，其晶粒标准对柱状晶、晶粒最大尺寸有要求的高温合金精密铸件，例如：涡轮叶片、机匣、导向叶片等，涉及各类合金牌号（如：M247、K417、K438、K403、K452、K465、Rene80等），类似铸件在结构设计之初必然会出现壁厚悬殊的问题，因为壁厚悬殊，导致柱状晶的形成或晶粒偏大。通过现有的表面细化剂细化晶粒已经无法满足铸件局部结构变化位置的表面晶粒要求。此外，因铸件结构、壁厚的不同，造成铸件表面生长出柱状晶粒及局部晶粒偏大的问题。

技术实现思路

[0003]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中通过表面细化剂细化晶粒无法满足铸件局部位置的表面晶粒要求的问题以及铸件表面生长出柱状晶粒及局部晶粒偏大的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种解决等轴晶铸件中柱状晶及晶粒粗大的方法，包括如下步骤：S1：根据铸件的外形采用压蜡机压制铸件蜡模；S2：设计晶粒改善工艺结构，所述晶粒改善工艺结构的截面形状为等腰三角形结构，将晶粒改善工艺结构垂直粘结在铸件蜡模的表面；S3：将铸件蜡模组合成蜡模模组；S4：在蜡模模组表面涂挂浆料，使铸件蜡模的表面与面层涂料充分接触，然后取出铸件蜡模并通过撒砂机均匀的向铸件蜡模的表面淋砂；S5：蜡模模组经过干燥后用高压蒸汽脱蜡，得到铸件模壳；S6：将铸件模壳进行焙烧，去除残留的蜡后进行合金的浇注。
[0005]在本专利技术的一种实施方式中，步骤S2中，所述等腰三角形结构底宽1～5mm，高1～5mm，三处角分别倒圆0.2～1mm。
[0006]在本专利技术的一种实施方式中，步骤S2中，所述晶粒改善工艺结构使用蓝蜡或无填充物的中温蜡压制成型。
[0007]在本专利技术的一种实施方式中，步骤S4中，所述浆料为表面层为含有4.6～7.2%的铝酸钴的硅溶胶
‑
锆英粉细化料浆。
[0008]在本专利技术的一种实施方式中，步骤S4中，向铸件蜡模的表面淋砂8～12层。
[0009]在本专利技术的一种实施方式中，步骤S6中，将铸件模壳模进行焙烧至950～1180℃。
[0010]在本专利技术的一种实施方式中，步骤S6中，合金的浇注温度为1460～1540℃。
[0011]在本专利技术的一种实施方式中，步骤S6中，使用三室真空炉进行合金的浇注。
[0012]在本专利技术的一种实施方式中，步骤S6中，使用保温棉对浇道及铸件模壳整体保温，以减缓合金散热同时形成梯度冷却。
[0013]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术所述的一种解决等轴晶铸件中柱状晶及晶粒粗大的方法，在解决柱状晶、晶粒偏大问题时，可以使用此方法避免晶粒超差问题，同时在使用此方法后可以拓宽铸造工艺参数窗口而不导致柱状晶及晶粒偏大的问题。
[0014]通过在铸件的特定位置进行工艺结构调整，使工艺结构调整的位置形成快速结晶，控制柱状晶生长及晶粒偏大的问题；工艺结构可以随铸件结构变化而变化，适用范围广；因工艺结构的特点，在去除工艺结构后的铸件表面晶粒并不会与周边晶粒有差异；在铸造过程中，工艺结构对浇注参数范围要求并不高，在设计浇注工艺参数时可以暂时不用考虑浇注参数对局部晶粒的影响，只针对其他冶金问题设计工艺参数，排除了浇注参数对晶粒影响的变量，对研发的成功率提供了帮助。
附图说明
[0015]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1是本专利技术蜡模结构示意图。
[0016]图2是本专利技术晶粒优化工艺结构粘结在蜡模的表面示意图。
[0017]图3是晶粒优化工艺结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0019]参照图1至图3所示，本专利技术的一种解决等轴晶铸件中柱状晶及晶粒粗大的方法，包括如下步骤：S1：根据铸件的外形采用压蜡机压制铸件蜡模；S2：设计晶粒改善工艺结构，所述晶粒改善工艺结构的截面形状为等腰三角形结构，将晶粒改善工艺结构垂直粘结在铸件蜡模的表面；S3：将铸件蜡模组合成蜡模模组；S4：在蜡模模组表面涂挂浆料，使铸件蜡模的表面与面层涂料充分接触，然后取出铸件蜡模并通过撒砂机均匀的向铸件蜡模的表面淋砂；S5：蜡模模组经过干燥后用高压蒸汽脱蜡，得到铸件模壳；S6：将铸件模壳进行焙烧，去除残留的蜡后进行合金的浇注。
[0020]具体地，步骤S2中，所述等腰三角形结构底宽1～5mm，高1～5mm，三处角分别倒圆0.2～1mm。三角形底的宽度窄，与零件表面接触面积小，整个三角型的体积小，不会引起零件的其他荧光和射线缺陷，同时因为三角形的倒圆是尖型的，合金浇注后再此处会第一时
间结晶并快速冷却，避免造成晶粒粗大和柱状晶。本实施例优选等腰三角形结构的底宽1mm、高1.5mm、三处夹角分别倒圆R0.2mm，如图2所示。
[0021]具体地，步骤S2中，所述晶粒改善工艺结构使用蓝蜡或无填充物的中温蜡压制成型。
[0022]具体地，步骤S4中，所述浆料为表面层为含有4.6～7.2%的铝酸钴的硅溶胶
‑
锆英粉细化料浆。
[0023]具体地，步骤S4中，向铸件蜡模的表面淋砂8～12层。
[0024]具体地，步骤S6中，将铸件模壳模进行焙烧至950～1180℃。
[0025]具体地，步骤S6中，合金的浇注温度为1460～1540℃。
[0026]具体地，步骤S6中，使用三室真空炉进行合金的浇注。
[0027]具体地，步骤S6中，使用保温棉对浇道及铸件模壳整体保温，以减缓合金散热同时形成梯度冷却。
[0028]本实施例中，根据零件结构结合柱状晶和晶粒偏大位置，将晶粒优化工艺结构按照铸造工艺设计的要求使用粘结蜡粘结在蜡模的表面（铸件榫根的厚薄落差大及突变区域，使用部位例如：铸件的进排气边、榫根及叶冠厚薄突变区域、导叶的缘板转接区域），粘结位置在柱状晶起始阶段2
‑
3mm，按照近似垂直于柱状晶的方向粘结在蜡模表面。通过使用保温棉对浇道及铸件局部、模组整体保温，以减缓合金散热同时形成梯度冷却。使用三室真空炉完成高温合金涡轮叶片、导向叶片等铸件浇注，浇注时利用晶粒改善工艺结构的冷却特点，在工艺结构倒圆位置的合金会第一时间开始结晶，快速形成部分激冷晶，从而阻断柱状晶的生长和晶粒偏大的问题，形成晶粒均匀的表面晶粒。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种解决等轴晶铸件中柱状晶及晶粒粗大的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：根据铸件的外形采用压蜡机压制铸件蜡模；S2：设计晶粒改善工艺结构，所述晶粒改善工艺结构的截面形状为等腰三角形结构，将晶粒改善工艺结构垂直粘结在铸件蜡模的表面；S3：将铸件蜡模组合成蜡模模组；S4：在蜡模模组表面涂挂浆料，使铸件蜡模的表面与面层涂料充分接触，然后取出铸件蜡模并通过撒砂机均匀的向铸件蜡模的表面淋砂；S5：蜡模模组经过干燥后用高压蒸汽脱蜡，得到铸件模壳；S6：将铸件模壳进行焙烧，去除残留的蜡后进行合金的浇注。2.根据权利要求1所述的一种解决等轴晶铸件中柱状晶及晶粒粗大的方法，其特征在于，步骤S2中，所述等腰三角形结构底宽1～5mm，高1～5mm，三处角分别倒圆0.2～1mm。3.根据权利要求1所述的一种解决等轴晶铸件中柱状晶及晶粒粗大的方法，其特征在于，步骤S2中，所述晶粒改善工艺结构使用蓝蜡或无填充物的中温蜡压制成型。4.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏伟，
申请(专利权)人：江苏永瀚特种合金技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：