[发明专利]一种钛合金熔模铸件复杂管道成形工艺

说明书

技术领域

本发明属于钛合金熔模铸造技术领域，涉及一种钛合金熔模铸件复杂管道成形工艺。

背景技术

熔模铸造作为一种传统的铸造工艺，广泛应用于航空、航天、兵器、电子、船舶等行业中。传统的钛合金铸件管道形成主要采用型芯成型方法，详细内容谢成木编的《钛及钛合金铸造》第88页～91页。对于直径大（≥φ20）的简单管路，且弯曲大于90度的位置不超过一处，一般采取直接涂料制壳的方法形成；对于直径较大（在φ10与φ20之间），长度较小（≤100）的铸件较简单的管路，且弯曲大于90度的位置不超过两处，一般采用陶瓷型芯；但对于直径较小（≤φ10）形状复杂的长管道，以上两种工艺方案在实际操作过程中存在以下缺陷：（1）形成管道的陶瓷芯和模壳不易清除，在清理的过程中容易损伤管道内壁；（2）型芯在钛液的猛烈冲击下容易断裂和偏芯，导致铸件管道壁厚不均、欠铸和跑火；（3）陶瓷型芯难以在模具中定位，容易偏心或断裂；（4）通过涂料形成的复杂管路内的涂料非常困难，基本无法实现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术下钛合金铸件复杂管道成形所存在的不足，提供一种简单、经济、可操作性和可靠性强的钛合金熔模铸件复杂管道成形工艺。

本发明的目的是通过如下技术方案予以实现的：

本发明所述的一种钛合金熔模铸件复杂管道成形工艺，该工艺使用的管道材质是纯钛或与铸件同牌号的材料，同时兼顾延伸率和韧性，能形成长径比大和形状复杂的管道，其具体工艺步骤如下：

（1）准备钛管：将钛管制作成需要形状的管道，并对钛管端面进行密封；

（2）蜡模镶管子：在蜡模阶段把钛管埋在相应位置或直接将钛管放置在模具中直接注蜡形成蜡模件，在适合位置开设定位芯头，防止钛管在金属液冲击力和离心力作用下偏芯；

（3）模壳低温焙烧：模壳蒸气脱完蜡后低温焙烧，待出炉后，去掉钛管未封死一端的模壳，在钛管里面填满石墨粉，然后用水玻璃混合铝矾土泥堵住端口，并用喷灯烘烤去除水分，通过石墨份可减少钛管在焙烧和浇注的高温下的氧化，并有激冷作用；

（4）模壳高温焙烧：烘干后，将模壳进高温真空焙烧炉进行高温焙烧；

（5）浇注：模壳高温焙烧后进行浇注，按一般熔模精密铸造的工艺流程走其它工序。

所述步骤（3）低温焙烧温度为440～460℃，保温大于2小时。

所述步骤（3）石墨粉高温真空除气工艺参数：温度为980℃～1020℃，保温2～2.5小时，真空度不大于20Pa。

所述步骤（4）高温焙烧工艺参数：真空度不大于10Pa，温度为1040～1050℃，保温4～4.5小时，冷却到180℃以下出炉。

本发明的有益效果是：

（1）采用本发明所述的一种钛合金熔模铸件复杂管道成形工艺，使得管子与本体之间的结合间隙小（≤0.05mm）,可以满足管路的密封和耐压的要求。

（2）采用本发明所述的一种钛合金熔模铸件复杂管道成形工艺，其形成管路相对陶瓷芯和直接涂料形成管路更加灵活，能满足铸件各种形状的管道成形工艺要求，降低铸造工艺性难度。

（3）采用本发明所述的一种钛合金熔模铸件复杂管道成形工艺，克服了清理困难、使用受限制的缺点，保证了铸件表面质量，缩短生产周期，节约了铸件生产成本。

（4）采用本发明所述的一种钛合金熔模铸件复杂管道成形工艺，由于直接在蜡模中预埋钛管，减少了铸造工序过程中的变形量，使铸件的实物质量得到了进一步的提高。

附图说明

图1为本发明形成风管及油管的实施例示意图。

图中：1-密封芯头，2-石墨粉，3-风管，4-模壳，5-蜡模件，6-油管。

具体实施方式

下面结合实施例附图进一步描述本发明技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示为形成风管3及油管6的实施例工艺，该工艺使用的风管3及油管6均为纯钛，延伸率和韧性好，能形成各种复杂管道，其具体工艺步骤如下：

（1）准备风管3及油管6：将风管3及油管6制作成如图1所示形状的管道，风管3及油管6端面设有密封芯头1，以便防止浆料4渗入；

（2）蜡模镶管子：在蜡模阶段把风管3及油管6埋在相应位置或直接将风管3及油管6放置在模具中直接注蜡形成蜡模件5，在适合位置开设定位芯头，防止风管3及油管6在金属液冲击力和离心力作用下偏芯；