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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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105170948A (zh) * | 2015-10-09 | 2015-12-23 | 西安航空动力股份有限公司 | 防止ZG1Cr12Ni3Mo2Co2VN不锈钢铸件产生氧化斑疤的方法 |
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2013
- 2013-12-31 CN CN201310749993.8A patent/CN103706778A/zh active Pending
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