[发明专利]一种钴基合金铸件的制备方法

说明书

本发明公开了一种钴基合金铸件的制备方法。该方法包括下述步骤：将钴基合金于真空炉中熔炼至液态后，依次经进钢口、竖浇道、内浇口，浇注至模壳中，在模壳中的液态钴基合金完全凝固时，敲击模壳至内浇口处断裂，得铸件；在真空条件下，将铸件经均匀化退火，即得；真空炉、进钢口、竖浇道、内浇口与模壳依次连接；内浇口与模壳的连接处沿径向设置有一个凹陷的缺口，缺口垂直于模壳轴向方向的断面宽度小于模壳的有效厚度，内浇口与模壳的连接处的长度≥2mm。本发明中制备得到的钴基合金铸件外部缺陷接近0％，铸件表面质量得到了实质性的改善；铸件达标率达98％，极大地提高了钴基合金铸件生产的效益。

技术领域

本发明涉及一种钴基合金铸件的制备方法。

背景技术

钴基合金是一种特殊的工程材料，在特殊的工况下应用非常广泛，它具有抗高温、耐磨、耐气蚀和耐腐蚀等优良的性能，有些系列常用于燃气涡轮叶片、铸模和挤压模的表面处理；有些系列常用于蒸汽阀和化工阀的密封面材料，也可作为接触热钢的热剪刀片；有些系列应用于燃气气排阀座的硬面涂层、喷涂工艺涂层，增加其耐气蚀性；有些系列可用于泵和套筒的密封环、耐磨性的面板材料、轴承及磨床的工件架。

钴基合金以司太立合金为典型代表，起初应用于硬面涂层，应用于内燃机、喷气发动机方面，对航空、汽车、高温化工工业的发展做出了重要贡献。司太立合金是钴铬二元合金，以后发展为钴铬钨三元组成，而其它元素如碳、硅、镍等作为合金元素存在于其中，现在使用较多的有司太立3、6、21#等合金，经不断的研究和开发，至今司太立已经有不下于30余种牌号，司太立合金除了做成铸件外，大型的零件一般采用在工作面上做喷涂，司太立合金主要分为三个系列：系列1为Co-Cr-W-C系列，抗高温腐蚀、抗气蚀性能极佳；系列2为Co-Cr-W/Mo-Ni/Fe-C系列，降低了合金的硬度，提高了合金的韧性，综合机械性能较好；系列3为Co-Cr-W-C-Si-B系列，改善了合金的流动性，适应于喷涂喷焊，生成了B、C化合物，表面涂层硬度极高，耐磨性极佳。

目前，钴基合金的生产制造熔炼工艺主要为中频炉熔炼，中频炉熔炼包括非真空状态下的熔炼和真空感应炉熔炼，其中以中频感应熔炼为主如典型的Co-Cr-W系列，但随着材料使用性能的不断延展，低碳高Si、高Mo型钴基合金在排气阀座上面的应用越来越广，需求量非常大。Mo含量的升高增加了铸造难度。

国内外生产钴基Co-Cr-Mo-NI/Fe系列合金铸件多采用真空感应炉技术，碍于其硬度偏高(HRC50左右)的特性多采用比较保险的线切割落件形式或者常规化内浇口形式组装，但是线切割落件形式不但费用高而且时间周期长，且容易导致模壳在冷却过程中直接在内浇口位置断裂，导致铸件全部报废。

因此，如何实现钴基合金铸件大规模生产，使硬度在HRC40-53之间的钴基合金材料落件方便快捷，防止低碳高Si、高Mo型钴基合金铸件开裂等，进一步提升钴基合金生产效益及效率是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中高硬度(硬度在HRC40-53)的钴基合金生产成本高，易形成冷、热裂纹，铸件成品率低的缺陷，而提供了一种钴基合金铸件的制备方法。本发明中制备得到的钴基合金铸件外部缺陷接近0％，铸件表面质量得到了实质性的改善；铸件达标率达98％，极大地提高了钴基合金铸件生产的效益。

本发明提供了一种钴基合金铸件的制备方法，其包括下述步骤：将钴基合金于真空炉中熔炼至液态后，依次经进钢口、竖浇道、内浇口，浇注至模壳中，在所述模壳中的液态钴基合金完全凝固时，敲击所述模壳至所述内浇口处断裂，得铸件；在真空条件下，将所述铸件经均匀化退火，即得；

所述真空炉、所述进钢口、所述竖浇道、所述内浇口与所述模壳依次连接；所述内浇口与所述模壳的连接处沿径向设置有一个凹陷的缺口，所述缺口垂直于所述模壳轴向方向的断面宽度小于所述模壳的有效厚度，所述内浇口与所述模壳的连接处的长度≥2mm；