CN103706778A - 用非真空炉生产斯特林发动机高温合金部件的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用非真空炉生产斯特林发动机高温合金部件的方法,属于精密铸造技术领域。这种用非真空炉生产高温合金部件的方法采用底注式工艺,熔融金属从铸型底部引入型腔的浇注***,有利于铸造熔渣上浮,在进入铸件的内浇口前设置挡渣条,熔渣由于密度小,在挡渣条处上浮一部分,铸件组数件数尽量多,减少合金与外部接触。氩气通过型壳罩小孔进入炉膛,在熔炼的过程中一直向炉膛中吹入氩气,由于氩气是惰性气体,不与合金中元素发生氧化反应,这样在炉膛中形成了一种近视真空的状况。该方法操作简单,只需要制作一个氩气罩,安放在电炉加料口上方。非真空熔炼,铸造成本大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种用非真空炉生产斯特林发动机高温合金部件的方法,属于精密铸造技术领域。
背景技术
随着经济的发展、社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求,已成为当前人类面临的迫切课题。太阳能是一种干净的可再生的新能源,越来越受到人们的青睐,在人们生活、工作中有广泛的作用,其中之一就是将太阳能转换为电能,太阳能电池就是利用太阳能工作的。
该部件材质是K4169,K4169是一种主要应用在太阳能用发动机、航空、航天发动机上的高温合金,化学成分如下:
由于化学成分中含有Al、Ti等易氧化的化学元素,所以通常采用真空炉熔炼。但真空炉熔炼成本较高,每台真空炉价格都在百万元以上。
发明内容
为降低成本,增加产品市场竞争力,本发明提供一种用非真空炉生产斯特林发动机高温合金部件的方法,主要是通过氩气的保护,在非真空状况下熔炼K4169,生产合格铸件。
本发明采用的技术方案是:一种用非真空炉生产斯特林发动机高温合金部件的方法,熔融金属从铸型底部引入型腔的浇注***,在进入铸件的内浇口前设置挡渣条;所述方法的工艺条件为:
(1)熔炼的原材料全部采用母材;
(2)在熔炼的加料口安放一个内部中空的氩气型壳罩,氩气型壳罩的内壁设置多个小孔;
(3)熔炼开始前,先打开氩气阀10分钟,氩气流量为20-25L/min,氩气通过氩气型壳罩小孔进入炉膛;
(4)在浇注开始前,通过方管向浇注***不间断地充入氩气,将型壳內的空气全部排除,在型壳中形成一种真空氛围,在浇注过程中保持氩气一直充入型壳,直至浇注结束;
(5)浇注温度为1680±10℃,型壳温度为1100±10℃;
(6)精密铸造制壳第四层撒100-120目石墨砂,将型壳表面密封。
本发明的有益效果是:这种用非真空炉生产斯特林发动机高温合金部件的方法,采用底注式工艺,熔融金属从铸型底部引入型腔的浇注***,有利于铸造熔渣上浮,在进入铸件的内浇口前设置挡渣条,熔渣由于密度小,在挡渣条处上浮一部分,铸件组数件数尽量多,减少合金与外部接触。氩气通过型壳罩小孔进入炉膛,在熔炼的过程中一直向炉膛中吹入氩气,由于氩气是惰性气体,不与合金中元素发生氧化反应,这样在炉膛中形成了一种近视真空的状况。该方法操作简单,只需要制作一个氩气罩,安放在电炉加料口上方。非真空熔炼,铸造成本大大降低。
具体实施方式
1、铸造工艺方案:采用底注式工艺。熔融金属从铸型底部引入型腔的浇注***,有利于铸造熔渣上浮,在进入铸件的内浇口前设置挡渣条,熔渣由于密度小,在挡渣条处上浮一部分,铸件组数件数尽量多,减少合金与外部接触见,本实验铸件共6件,质量:2.4㎏/件。
2、熔炼的原材料:全部采用母材。由于母材纯净,没有炉渣,减少炉料反复熔炼产生的炉渣。
3、安放氩气罩:在熔炼的加料口安放一个内部中空的氩气罩,罩的内壁设置无数个小孔。
4、炉膛充满氩气:熔炼开始前,先打开氩气阀,氩气流量:20-25L/min,氩气通过型壳罩小孔进入炉膛,由于氩气的密度比空气大,氩气要下沉,空气上浮,这样大约10分钟后,在炉膛中会充满了氩气,在熔炼的过程中一直向炉膛中吹入氩气,由于氩气是惰性气体,不与合金中元素发生氧化反应,这样在炉膛中形成了一种近视真空的状况。
5、型壳充满氩气:在浇注开始前,通过方管向浇注***不间断地充入氩气,将型壳内的空气全部排除,在型壳中也造成一种真空氛围,在浇注过程中一直向型壳内充入氩气,直至浇注结束
6、浇注温度:1680±10℃,温度太高,金属液会氧化,温度低,不利于熔渣上浮。
7、型壳温度:1100±10℃,有利于金属液充满型壳,在金属液充满型壳过程中不降温,有利于熔渣上浮,进入冒口,铸件不残留熔渣。
8、撒石墨砂:精密铸造制壳第四层撒100-120目石墨砂,将型壳表面密封,防止空气进入型腔与金属液发生化学反应,使金属氧化。
试验结果与分析:
1、化学成分:经化学分析符合成分要求。
2、力学性能:铸件按HB7763-2005航空发动机用等轴晶高温合金规定热处理,均匀化处理:1095±10℃,保温1-2小时,以不小于空冷的速度冷却:固溶处理:955±10℃,保温1-1小时15分钟,以不小于空冷的速度冷却;时效处理:720±10℃,保温8小时-8小时15分钟,然后以(56±5)℃/h的冷却速度,炉冷620±10℃,保温8小时-8小时15分钟,然后以不小于空冷的速度冷却。热处理后性能如下:
1、铸件经水压试验合格,水压试验条件,测试压力:不小于28.6MPa,保压10min,无泄漏。本次水压试验测试了每种共6件,全部合格
2、表面质量:表面无缩孔、气孔、渣孔等铸造缺陷。
Claims (1)
1.一种用非真空炉生产斯特林发动机高温合金部件的方法,其特征在于:熔融金属从铸型底部引入型腔的浇注***,在进入铸件的内浇口前设置挡渣条;所述方法的工艺条件为:
(1)熔炼的原材料全部采用母材;
(2)在熔炼的加料口安放一个内部中空的氩气型壳罩,氩气型壳罩的内壁设置多个小孔;
(3)熔炼开始前,先打开氩气阀10分钟,氩气流量为20-25L/min,氩气通过氩气型壳罩小孔进入炉膛;
(4)在浇注开始前,通过方管向浇注***不间断地充入氩气,将型壳內的空气全部排除,在型壳中形成一种真空氛围,在浇注过程中保持氩气一直充入型壳,直至浇注结束;
(5)浇注温度为1680±10℃,型壳温度为1100±10℃;
(6)精密铸造制壳第四层撒100-120目石墨砂,将型壳表面密封。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2013
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