[发明专利]用TiAlC基陶瓷粉料作为金属及钛合金铸造面层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造合金面层方法，特别是涉及一种用TiAlC基陶瓷粉料作为金属及钛合金铸造面层的方法。

背景技术

钛及钛合金由于具有优异的特性，被广泛地应用于各个领域。而钛合金零件的生产成本居高不下。合金熔模精密铸造是钛合金成型的重要方法之一，是人们探索降低钛合金零件的生产成本的成功技术路线。但由于钛具有很高的化学活性，熔融钛几乎能和所有的耐火材料发生反应。常用的耐火材料，都会与熔融钛发生剧烈反应，而无法用于钛合金的熔模精密铸造面层造型材料。化学稳定性较高的氧化钇、氧化锆或钨粉等是目前钛合金熔模精密铸造中常用的造型材料，但这些材料同样存在着售价昂贵和生产工艺复杂的问题。

而层状结构的三元碳化物陶瓷TiAlC基金属陶瓷粉或陶瓷块具有独特的结构特点，不但兼顾了陶瓷的强抗腐蚀性、抗氧化、高温稳定性和金属的良好导电性，因此可以替代价格昂贵、工艺复杂的氧化钇、氧化锆或钨粉等，并且熔融钛液不发生反应，使其更适合作为钛合金铸造面层材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用TiAlC基陶瓷粉料作为金属及钛合金铸造面层的方法。TiAlC基金属陶瓷粉或陶瓷砂粒作为钛合金铸造面层材料，可以保证在高温下不与钛合金发生反应，可以替代氧化钇，降低生产成本，解决钛合金的熔模精密铸造面层造型材料昂贵和生产工艺复杂的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

用TiAlC基陶瓷粉料作为金属及钛合金铸造面层的方法，其所述方法包括TiAlC基金属陶瓷粉作为金属钛和钛合金精密铸造的面层材料，或作为金属钛和钛合金砂型铸造的面层涂料；TiAlC基金属陶瓷粉或陶瓷块为Ti₂AlC、Ti₃AlC₂、TiC_1-x；所述方法包括如下制备过程：将原材料各组分按配比称料，进而进行球磨、烘干、压片、烧结，得到Ti₃AlC₂块体材料；将其进行切割打磨成砂粒，使用醋酸锆为粘结剂，将其粘成所需的复合基型壳，以待使用；进行型壳试验，在真空感应加热炉中，将Ti合金置于氧化钙坩埚中熔化，  熔炼时，炉内在真空后充氩气，将钛合金浇入铸型中，待铸件温度降低至室温时取出制得表面光滑的钛合金铸件。

用TiAlC基陶瓷粉料作为金属及钛合金铸造面层的方法，其所述方法包括TiAlC基金属陶瓷粉作为金属钛和钛合金精密铸造的面层材料，或作为金属钛和钛合金砂型铸造的面层涂料；TiAlC基金属陶瓷粉或陶瓷块为Ti₂AlC、Ti₃AlC₂、TiC_1-x；将原材料各组分按配比称料，进而进行球磨、烘干、压片、烧结，得到TiC_1-x块体料；将烧结后的块体砸碎，研磨成粉体，得到TiC_1-x金属陶瓷粉体；TiC_1-x金属陶瓷粉体、JFC型表面活性剂和辛醇放入钇溶胶中配制成涂料；将TiC_1-x涂料均匀地涂挂在蜡型表面，重复撒砂成金属陶瓷粉体；待型壳面层充分干燥后涂挂背层；背层涂料由莫来石粉体和硅溶胶组成，待型壳充分干燥后，对型壳脱蜡，脱蜡后的型壳在焙烧炉中随炉冷却，以待使用，将钛合金浇入壳型后制得表面光洁的钛合金铸件。

所述的用TiAlC基陶瓷粉料作为金属及钛合金铸造面层的方法，其所述制备TiAlC基金属陶瓷粉过程中混有少量的Ti₃Al、TiC、石墨以及TiAl₃杂相。

本发明的优点与效果是：

本发明可解决钛合金的熔模精密铸造面层造型材料昂贵和生产工艺复杂的问题的难题，本发明可使用TiAlC基金属陶瓷的粉体材料和块体材料作为面层材料，价格较低，工艺制备简单，并且高温下不与熔融钛液发生反应，制得的钛合金表面光洁。而且可以替代氧化钇、氧化锆或钨粉等材料，降低生产成本，带来可观的经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。