提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组及其使用方法技术

本发明专利技术提供一种提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，包括模管，模管顶部设置保温冒口，模管内腔底部设置石墨底垫，石墨底垫中间设置凹槽。本发明专利技术的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，石墨底垫上部为“碗型”结构，相交于圆柱形石墨底垫，可显著避免合金液与石墨底垫接触后反射喷溅至模管内表面，进而减少、甚至消除铸造母合金锭下部表面的局部“铸豆”缺陷，提高表面质量，提升母合金锭脱模效率，减少母合金锭表面处理工序，提高成材率，减少材料的浪费；同时适当提高了模组的加热温度，避免了合金液浇注至模管后与管壁接触立即冷凝，形成表面“铸豆”缺陷。缺陷。缺陷。

【技术实现步骤摘要】
提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组及其使用方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，尤其涉及一种提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组及其使用方法。

技术介绍

[0002]铸造高温合金主要应用于航空发动机和燃气轮机热端部件的制造，其中含有W、Ta、Mo、Ta、Ti等稀贵金属，除此之外，单晶高温合金中还含有Re，导致高温合金价格相对较高。现常用模组中石墨底垫为上表面与下表面平行的圆柱形，置于模管底部，其外径与模管内径紧密贴合。这样的结构在合金浇入模管内部，合金液与石墨底垫接触后，反射至模管内壁，到达模管内壁的合金液瞬间凝固，并留存于模管内壁，后续在铸锭表面下部形成较大、较多的“铸豆”缺陷。
[0003]母合金铸锭下部较多、较大“铸豆”缺陷的存在会为后续带来一些列问题。（1）脱模困难：由于模管内壁点状“铸豆”的存在，增大了母合金锭脱模过程的阻力，导致脱模困难；（2）降低模管使用寿命：由于模管内壁点状“铸豆”的存在，通过增大脱模力度将母合金铸锭拉出，势必会将模管内壁留下宽度不一的线状缺陷，降低模管使用寿命；（3）降低表面处理效率：由于母合金铸锭底部表面的局部“铸豆”存在，表面处理过程需要经过砂轮磨、砂带磨两道联合处理，以及局部手工打磨深度打磨，增加了表面处理的加工工序，降低了母合金锭制备效率；（4）降低合金成品率：由于加工工序的增加，母合金锭表面的磨损量增大，对于表面质量要求严格的合金，不允许局部手工深度打磨，只能通过对整个母合金锭表面进行车削加工，降低了母合金锭的制备效率，同时磨削或加工产生的粉状或屑状一般只能当成废料处理，增加了材料的浪费，降低了母合金锭的成品率。
[0004]
技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组及其使用方法，石墨底垫的碗型结构可以较好的避免母合金铸锭下部表面区域的“铸豆”缺陷出现，提高铸件表面处理效率，提高母合金铸锭成品率。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：一种提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其中：包括模管，所述模管顶部设置保温冒口，所述模管内腔底部设置石墨底垫，所述石墨底垫中间设置凹槽。
[0007]优选的是，所述的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其中：所述保温冒口从上至下依次包括浇铸段和连接段，所述连接段下端和模管上端连接。
[0008]优选的是，所述的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其中：所述浇铸段的结构为倒锥形。
[0009]优选的是，所述的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其中：所述凹槽包括两侧的圆弧面和设置于两个圆弧面之间的水平面。
[0010]优选的是，所述的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其中：所述石墨底垫外周为圆柱形，所述石墨底垫外周直径为D，所述水平面长度d=D/2，所述圆弧面顶端和水平面之间的距离为h=3
1/2
×
D/4，所述水平面和圆弧面沿模管的中轴线对称设置。
[0011]优选的是，所述的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其中：所述水平面和石墨底垫底部之间的距离为15
‑
20mm。
[0012]优选的是，所述的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其中：模管内径为45
‑
130mm，模管长度为600
‑
1300mm。
[0013]一种提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组的使用方法，其中：步骤如下：S1.将保温冒口进行烘烤；S2.将烘烤后的保温冒口与模管组装，并将石墨底垫组装于模管底部，将组装好的模组在加热炉中烘烤；S3.将合金进行熔炼形成熔液，将步骤S2中完成烘烤的模组推进真空感应熔炼炉，并将熔液浇铸到模组中；S4.浇注完成后，将模组移出真空感应熔炼炉，完成高温合金母合金锭的制备。
[0014]优选的是，所述的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组的使用方法，其中：步骤S1的烘烤温度为100
‑
300℃，烘烤时间为2
‑
4h；步骤S2的烘烤温度为500
‑
800℃，烘烤时间为2
‑
6h。
[0015]优选的是，所述的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组的使用方法，其中：步骤S3的熔液浇铸温度为1450℃
‑
1550℃。
[0016]本专利技术的优点：（1）本专利技术的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，石墨底垫上部为“碗型”结构，相交于圆柱形石墨底垫，可显著避免合金液与石墨底垫接触后反射喷溅至模管内表面，进而减少、甚至消除铸造母合金锭下部表面的局部“铸豆”缺陷，提高表面质量，提升母合金锭脱模效率，减少母合金锭表面处理工序，提高成材率，减少材料的浪费；同时适当提高了模组的加热温度，避免了合金液浇注至模管后与管壁接触立即冷凝，形成表面“铸豆”缺陷。
附图说明
[0017]图1为传统模组的结构示意图。
[0018]图2为本专利技术模组的结构示意图。
[0019]图3为本专利技术石墨底垫的结构示意图。
[0020]图中，1
‑
石墨底垫，2
‑
模管，3
‑
保温冒口，31
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浇铸段，32
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连接段，4
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凹槽，41
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圆弧面，42
‑
水平面。
具体实施方式
[0021]下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0022]实施例1如图2
‑
3所示，本实施例提供一种提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其中：包括模管2，所述模管2顶部设置保温冒口3，所述模管2内腔底部设置石墨底垫1，所述石
墨底垫1中间设置凹槽4，保温冒口3从上至下依次包括浇铸段31和连接段32，所述连接段32下端和模管2上端连接，浇铸段（31）的结构为倒锥形，凹槽4包括两侧的圆弧面41和设置于两个圆弧面之间的水平面42，石墨底垫1外周为圆柱形，所述石墨底垫1外周直径为D=80mm，所述水平面42长度d=40mm，所述圆弧面41顶端和水平面42之间的距离为h=3
1/2
×
D/4=34.64mm，所述水平面42和圆弧面41沿模管2的中轴线对称设置，水平面42和石墨底垫1底部之间的距离为15mm，模管2内径为80mm，模管2长度为1000mm。
[0023]石墨底垫1实心外周与模管2内壁紧密贴合，模管2上端内壁与冒口下端连接段32紧密贴合。
[0024]针对母合金锭下端附近表面局部“铸豆”缺陷问题，本专利技术将石墨底垫设计为内部“碗型”，外部为圆柱形，“碗型”直径为d的圆形平面以石墨底垫上表面水平面的圆心为球心，合金锭底部基本无“铸豆”缺陷。
[0025]一种提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组的使用方法，其中：步骤如下：S1.将保温冒口3进行烘烤，烘烤温度为200℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其特征在于：包括模管（2），所述模管（2）顶部设置保温冒口（3），所述模管（2）内腔底部设置石墨底垫（1），所述石墨底垫（1）中间设置凹槽（4）。2.如权利要求1所述的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其特征在于：所述保温冒口（3）从上至下依次包括浇铸段（31）和连接段（32），所述连接段（32）下端和模管（2）上端连接。3.如权利要求1所述的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其特征在于：所述凹槽（4）包括两侧的圆弧面（41）和设置于两个圆弧面之间的水平面（42）。4.如权利要求3所述的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其特征在于：所述石墨底垫（1）外周为圆柱形，所述石墨底垫（1）外周直径为D，所述水平面（42）长度d=D/2，所述圆弧面（41）顶端和水平面（42）之间的距离为h=3
1/2
×
D/4，所述水平面（42）和圆弧面（41）沿模管（2）的中轴线对称设置。5.如权利要求3所述的提高铸造高温合金母合金锭表面质量的模组，其特征在于：所述水平面（42）和石墨底垫（1）底部之间的距离为15
‑
20mm。6.如权利要求1所述的提高铸造高温...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华兵，王博，李淑苹，宋雪靖，黄玉迁，徐进涛，李铭，董鸿志，靳西奎，单琪，浦益龙，
申请(专利权)人：江苏隆达超合金航材有限公司，
类型：发明
国别省市：