一种用于低膨胀合金精密成形的石墨型铸造方法转让专利
申请号 : CN201210016557.5
文献号 : CN102527936B
文献日 : 2013-04-10
发明人 : 刘时兵 , 史昆 , 刘宏宇 , 马志毅 , 谢华生 , 赵军
申请人 : 沈阳铸造研究所
摘要 :
一种用于低膨胀合金精密成形的石墨型铸造方法，首先用电极石墨制作零件铸型，铸型的型腔增加1-3%的收缩量；用325目电熔氧化铝粉、电熔氧化钇粉和醋酸锆按1-2.5：1-2.5：1的质量比制成涂料；再将制备好的涂料喷涂在铸型的型腔表面形成0.2-0.5mm涂层，并定型和浇注。浇注使用4J36或4J32合金锭作为自耗电极，完成浇注，即得。本发明解决了4J36、4J32合金熔点高、石墨激冷作用强、晶粒粗大，铸件易产生热裂纹问题，能提高4J36、4J32低膨胀合金铸造件的质量和生产效率。
权利要求 :
1.一种用于低膨胀合金精密成形的石墨型铸造方法，其特征在于包括下述步骤：第一步：制作铸型：
首先采用纯度≥99.5%，含碳量Wc≥99.5%的电极石墨制作零件的铸型，铸型的型腔结构与铸件的结构一致，型腔尺寸，增加1-3%的收缩余量；
第二步：制备涂料：
取粒度为325目电熔氧化铝粉A和电熔氧化钇粉B，以及粘结剂醋酸锆C，然后按照A：B：C=1~2.5：1~2.5：1的比例将三者加入容器中混合均匀，并搅拌3~6小时，转速10~500转/分，即成可使用涂料；
第三步：用步骤2制备好的涂料在铸型内型腔表面采用机械喷涂或涂刷的方法形成
0.2-0.5 mm的涂层，涂层制备完成后按照温度20~30℃，湿度40-70%的条件下干燥6~12小时，再采用酒精喷灯对表面涂层进行表面预烧结；最后将铸型放入除气炉中按照真空度-2≤1~2×10 Pa，950~1100℃的条件真空除气并烧结2小时，炉冷，待炉温≤300℃后出炉自然冷却至室温20-25℃，最后将石墨铸型按照铸型整体结构进行组型、定位，即可用于浇注；
第四步：浇注
采用水冷铜坩埚真空自耗电极电弧凝壳炉进行4J36或4J32合金的熔化，且使用4J36或4J32合金锭作为自耗电极，待4J36或4J32合金电极熔化完成前1~5分钟，启动离心盘，离心盘转速根据铸件大小及结构不同选用0~400转/分，最后将熔融的4J36或4J32合金液倒入石墨铸型中，并保持转速5~30分钟，完成浇铸，即得。
说明书 :
一种用于低膨胀合金精密成形的石墨型铸造方法
技术领域
[0001] 本发明属于铸造领域，具体是一种低膨胀合金精密成形的石墨型铸造技术。
背景技术
[0002] 4J36合金、4J32合金又被称为因瓦合金和超因瓦合金，均属于精密合金，其在一定温度范围内，其尺寸随温度的变化很小，广泛应用于需要光学仪器及其它精密元件中。如标准钟的摆杆、摆轮及中标的游丝，玻璃封接的引丝，无线电电子管、恒温器中作控温用的热双金属片、长度标尺、大地测量基线尺、彩电的荫罩钢带、架空输电线芯材、谐振腔、激光准直仪腔体、三步重复光刻相机基板，光学测量系统和波导管中作结构件、显微镜、天文望远镜中巨大透镜的支撑系统等。
[0003] 目前，4J36、4J32合金的应用主要以变形材为主，其零部件的成形基本通过锻造或拉拔方法生产，或采用大尺寸母合金锭或毛坯加工而成，如用于飞机蒙皮、整体机翼、舱壁等复合材料构件生产用的金属模具等，尺寸精度要求较低，模具精度主要靠后续机械加工来保证。上述成形方法对于简单结构的部件可以实现，但对于具有复杂三维结构的部件，几乎不可能实施。因此，大大限制了该合金的应用范围。采用铸造的方法进行该合金的成形，由于该合金熔点高、自由缩尺大，其热裂倾向十分严重，目前尚未见采用铸造方法进行该合金铸件精密成形的报道。
发明内容
[0004] 本发明的目的，是提供一种用于低膨胀合金精密成型的石墨型铸造方法，可实现4J36、4J32低膨胀合金的铸造精密成型。
[0005] 为实现上述目的而采用的技术方案是：
[0006] 一种用于低膨胀合金精密成形的石墨型铸造方法，包括下述步骤：
[0007] 第一步：制作铸型：
[0008] 首先采用纯度≥99.5%（含碳量Wc≥99.5%）的电极石墨制作零件的铸型，其中型腔结构与铸件的结构一致，但尺寸考虑合金的收缩，增加1-3%的收缩余量。
[0009] 第二步：制备涂料：
[0010] 取粒度为325目电熔氧化铝粉A和电熔氧化钇粉B，以及粘结剂醋酸锆C，然后按照A：B：C=1~2.5：1~2.5：1的质量比将三者加入容器中混合均匀，并搅拌3~6小时，转速10~500转/分，即成可使用涂料。
[0011] 第三步：用步骤2制备好的涂料在铸型内型腔表面采用机械喷涂或涂刷的方法形成0.2-0.5 mm的涂层，涂层制备完成后，在温度20~30℃，湿度40-70%的条条件下干燥6~12小时，再采用酒精喷灯对表面涂层进行表面预烧结。最后将铸型放入除气炉中按照真空度-2≤1~2×10 Pa，950~1100℃的条件真空除气并烧结2小时，炉冷，待炉温≤300℃后出炉自然冷却至室温（20~25℃）。最后将石墨铸型按照铸型整体结构进行组型、定位，即可用于浇注。