一種高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及精密鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置及方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鑄造是將液態(tài)金屬澆注、壓射或吸入鑄型的型腔中，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到 有預(yù)定形狀、尺寸和性能鑄件的工藝過(guò)程。
[0003] 精密鑄造毛坯因近乎成型，從而達(dá)到免機(jī)械加工或少量加工的目的，降低了制造 成本，并在一定程度上減少了制造時(shí)間。由于鑄造受限因素較少，可以制造外形較復(fù)雜的鑄 件;而且，由于設(shè)計(jì)的靈活性、冶金的多面性，各方向性能的均一性(各向同性)及經(jīng)濟(jì)性，因 此精密鑄件廣泛地應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)部門中，包括植入物制造業(yè)。
[0004] 精密鑄造屬于一種用精密的造型方法獲得精確鑄件工藝的鑄造方法，目前得到了 廣泛的應(yīng)用，但是，在鑄造過(guò)程中金屬凝固階段，由于金屬的熱脹冷縮和晶粒的結(jié)晶特性， 導(dǎo)致會(huì)產(chǎn)生疏松、晶粒粗大等問(wèn)題，因此，影響鑄件的質(zhì)量，如鑄件強(qiáng)度低、產(chǎn)生氣孔等缺 陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提出一種高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置及方法，以解決現(xiàn)有 技術(shù)中存在的因金屬的熱脹冷縮和晶粒的結(jié)晶特性，所導(dǎo)致的疏松、晶粒粗大、氣孔等問(wèn) 題。
[0006] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置，包括支撐組件，所述支撐組件包括上平臺(tái) 和下平臺(tái)，所述上平臺(tái)和所述下平臺(tái)之間設(shè)有用于支撐所述上平臺(tái)的彈簧；
[0008] 所述上平臺(tái)靠近所述下平臺(tái)的一側(cè)設(shè)有振動(dòng)器，另一側(cè)設(shè)有支撐架，所述支撐架 的端部設(shè)于真空爐內(nèi)用于支撐鑄件型殼。
[0009] 進(jìn)一步的，所述上平臺(tái)與所述真空爐之間設(shè)有波紋管，所述波紋管的兩端分別設(shè) 有密封法蘭盤，所述密封法蘭盤分別與所述上平臺(tái)和所述真空爐連接；
[0010] 所述支撐架設(shè)于所述波紋管內(nèi)，且一端穿過(guò)所述密封法蘭盤設(shè)于所述真空爐內(nèi)。
[0011] 進(jìn)一步的，所述上平臺(tái)和所述下平臺(tái)的形狀相同，且相互平行。
[0012] 進(jìn)一步的，所述上平臺(tái)和所述下平臺(tái)之間設(shè)有至少四根彈簧，所述彈簧設(shè)于所述 上平臺(tái)和所述下平臺(tái)的邊緣處，且均勻分布。
[0013] 進(jìn)一步的，所述振動(dòng)器為偏心振動(dòng)器。
[0014] 進(jìn)一步的，所述下平臺(tái)的底部設(shè)有底座。
[0015] 本發(fā)明還提供一種高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造方法，包括以下步驟：
[0016] 制蠟:根據(jù)所需鑄件的形狀制備同樣形狀的蠟?zāi)?，之后?duì)蠟?zāi)＿M(jìn)行樹(shù)組；
[0017] 制殼:在蠟?zāi)?shù)組上進(jìn)行沾漿、撒沙，并進(jìn)行干燥硬化，重復(fù)上述動(dòng)作，直至形成所 需厚度的型殼；
[0018] 脫蠟:加熱型殼，使型殼內(nèi)的蠟?zāi)Ｈ刍?，熔化后的蠟液由型殼中排出?br>[0019] 焙燒:脫蠟后對(duì)型殼進(jìn)行焙燒，進(jìn)一步提高型殼強(qiáng)度，使型殼達(dá)到所需強(qiáng)度要求；
[0020] 澆鑄及振動(dòng)處理:將熔化的金屬液澆鑄至型殼中，同時(shí)，在澆鑄過(guò)程中，對(duì)型殼進(jìn) 行振動(dòng)，饒鑄完成后，停止振動(dòng)；
[0021] 清理精整:脫殼后，將鑄件從鑄件樹(shù)組上切下，進(jìn)行打磨、噴砂處理。
[0022] 進(jìn)一步的，在制蠟過(guò)程中，蠟?zāi)?shù)組時(shí)設(shè)置排蠟機(jī)構(gòu)，以保證脫蠟時(shí)將蠟液排干 凈；
[0023] 在蠟?zāi)５臐驳郎显O(shè)置翻邊結(jié)構(gòu)，以避免制殼步驟時(shí)落砂進(jìn)入到型殼。
[0024] 進(jìn)一步的，在制殼過(guò)程中，面層噴預(yù)濕劑，以避免鐵豆的產(chǎn)生。
[0025]進(jìn)一步的，在清理精整過(guò)程中，對(duì)鑄件進(jìn)行表面光飾處理。
[0026] 本發(fā)明提供的一種高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置及方法在澆鑄過(guò)程中，通過(guò)振 動(dòng)裝置對(duì)型殼進(jìn)行振動(dòng)。澆鑄時(shí)同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)，能夠使成型后鑄件的組織致密，不易出現(xiàn)晶 粒粗大、疏松及氣孔等缺陷，能夠降低鑄件廣品的鑄造缺陷，提尚廣品性能和質(zhì)量的穩(wěn)定 性。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置的機(jī)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造方法的流程框圖。
[0029] 圖中：
[0030] 1、上平臺(tái)；2、下平臺(tái)；3、彈簧;4、振動(dòng)器;5、支撐架;6、真空爐;7、型殼;8、波紋管； 9、密封法蘭盤;10、底座。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0032] 實(shí)施例1
[0033]如圖1所示，一種高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置，包括支撐組件，支撐組件包括 上平臺(tái)1和下平臺(tái)2,上平臺(tái)1和下平臺(tái)2之間設(shè)有用于支撐上平臺(tái)1的彈簧3;
[0034]上平臺(tái)1靠近下平臺(tái)2的一側(cè)設(shè)有振動(dòng)器4,另一側(cè)設(shè)有支撐架5,支撐架5的端部設(shè) 于真空爐6內(nèi)用于支撐鑄件型殼7。
[0035] 使用時(shí)，在澆鑄的同時(shí)，啟動(dòng)振動(dòng)器4,通過(guò)振動(dòng)器4的頻率大小和彈簧3的長(zhǎng)度、強(qiáng) 度來(lái)確定振動(dòng)的幅度，振動(dòng)器4連接變頻裝置，使振動(dòng)的幅度、頻率可控在需要范圍。
[0036] 當(dāng)澆鑄完成后，振動(dòng)裝置繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后，再停止工作，以確保鑄件組織致 您 I_L| 〇
[0037] 上平臺(tái)1與真空爐6之間設(shè)有波紋管8,波紋管8的兩端分別設(shè)有密封法蘭盤9,密封 法蘭盤9分別與上平臺(tái)1和真空爐6連接；
[0038] 支撐架5設(shè)于波紋管8內(nèi)，且一端穿過(guò)密封法蘭盤9設(shè)于真空爐6內(nèi)。
[0039]波紋管8具有一定的緩沖的作用，將其設(shè)置在上平臺(tái)1與真空爐6之間，避免振動(dòng)裝 置對(duì)真空爐6產(chǎn)生影響，即真空爐6不會(huì)隨之一同振動(dòng)，波紋管8起到了將振動(dòng)與真空爐6隔 離的效果。
[0040]上平臺(tái)1和下平臺(tái)2的形狀相同，且相互平行。上平臺(tái)1和下平臺(tái)2之間設(shè)有至少四 根彈簧3,彈簧3設(shè)于上平臺(tái)1和下平臺(tái)2的邊緣處，且均勻分布。振動(dòng)器4為偏心振動(dòng)器。 [0041]其中，優(yōu)選的上平臺(tái)1和下平臺(tái)2均為圓形，多根彈簧3排列成圓形形狀，彈簧3的頂 部和底部分別位于上平臺(tái)1和下平臺(tái)2的邊緣處。
[0042]下平臺(tái)2的底部設(shè)有底座10。
[0043] 底座10的起到固定的作用，避免振動(dòng)器4振動(dòng)時(shí)，整個(gè)振動(dòng)裝置一起運(yùn)動(dòng)，確保裝 置整體運(yùn)行穩(wěn)定，且振動(dòng)控制精確，工作效果良好。
[0044] 具體使用時(shí)，偏心振動(dòng)器振動(dòng)，帶動(dòng)上平臺(tái)1及彈簧3-起振動(dòng)，其中，振動(dòng)方向?yàn)?垂直上下振動(dòng)，通過(guò)改變偏心振動(dòng)器的輸入頻率，偏心振動(dòng)器中偏心裝置的擺動(dòng)幅度，從而 改變整體的上平臺(tái)1及彈簧3的振動(dòng)幅度及頻率，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)型殼7內(nèi)的鑄件進(jìn)行振動(dòng)。
[0045] 實(shí)施例2
[0046] 如圖2所示，一種高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造方法，包括以下步驟：
[0047]制蠟:根據(jù)所需鑄件的形狀制備同樣形狀的蠟?zāi)?，之后?duì)蠟?zāi)＿M(jìn)行樹(shù)組；
[0048] 1)制備蠟?zāi)５墓に囈螅?br>[0049] (1)室內(nèi)環(huán)境溫度要求:21±1.5°C;
[0050] (2)壓型溫度:20。(：；
[0051] (3)模料溫度:49_52。(：；
[0052] (4)手工或氣動(dòng)壓注壓力:0 · 25-0 · 4MPa;
[0053] (5)壓蠟機(jī)壓注壓力：0.25-0.4MPa;
[0054] (6)保壓時(shí)間：20-30s;
[0055] 2)蠟?zāi)＿M(jìn)行樹(shù)組的工藝要求：
[0056] (1)室內(nèi)環(huán)境溫度與壓制蠟?zāi)Ｏ嗤?br>[0057] (2)組焊后蠟?zāi)Ｗ罡咛幘酀部诒暇壸钚【嚯x不小于120mm;
[0058] (3)組焊后蠟?zāi)ｉg距大于9mm;
[0059] (4)內(nèi)澆口長(zhǎng)度 10_15mm。
[0060] 其中，優(yōu)選的，在制蠟過(guò)程中，蠟?zāi)?shù)組時(shí)設(shè)置排蠟機(jī)構(gòu)，以保證脫蠟時(shí)將蠟排干 凈;在蠟?zāi)５臐驳郎显O(shè)置翻邊結(jié)構(gòu)，以避免制殼步驟時(shí)落砂進(jìn)入到型殼中。
[0061 ]制殼:首先進(jìn)行漿料制備，漿料制備好后待用；
[0062]

[0063]

[0064] 然后蠟?zāi)?shù)組上進(jìn)行沾漿、撒沙，并進(jìn)行干燥硬化，重復(fù)上述動(dòng)作，直至形成所需 厚度的型殼；
[0065]

[0066] 其中，在制殼過(guò)程中，面層噴預(yù)濕劑，以避免鐵豆的產(chǎn)生；脫蠟時(shí)，對(duì)型殼進(jìn)行清 洗，將殘留蠟液洗出。
[0067] 脫蠟:加熱型殼，使型殼內(nèi)的蠟?zāi)Ｈ刍刍蟮南炓河尚蜌ぶ信懦觯?br>[0068] 型殼脫蠟采用蒸汽脫蠟釜，其工藝參數(shù)如下：
[0069] (1)脫蠟蒸汽的壓力:0.4-0.6MPa;
[0070] (2)達(dá)到 0 · 4-0 · 6MPa 壓力的時(shí)間：<14s;
[0071] (3)脫蠟時(shí)間：6-20min;
[0072] (4)脫蠟后型殼放置時(shí)間：>12h。
[0073] 焙燒:脫蠟后對(duì)型殼進(jìn)行焙燒，進(jìn)一步提高型殼強(qiáng)度，利于鑄件成型，使型殼達(dá)到 所需強(qiáng)度要求；
[0074]型殼焙燒的工藝參數(shù)
[0075] (1)預(yù)焙燒溫度105(TC ±1(TC，保溫時(shí)間 1.5-2h;
[0076] (2)二次焙燒溫度900±10°C，保溫時(shí)間2_4h。
[0077] 澆鑄及振動(dòng)處理:將熔化的金屬液澆鑄至型殼中，成型鑄件，同時(shí)，在澆鑄過(guò)程中， 對(duì)型殼進(jìn)行振動(dòng)，澆鑄完成后，停止振動(dòng)；
[0078]澆鑄時(shí)，以0.5-1.5KG/秒的澆鑄速度進(jìn)行，調(diào)頻頻率為30-40HZ，振動(dòng)幅度縱向（上 下)幅度l-2mm，橫向（左右)幅度l-2mm，澆鑄與振動(dòng)同時(shí)進(jìn)行，澆鑄完成5-10秒后停止對(duì)型 殼的振動(dòng)。
[0079] 清理精整:脫殼后，將鑄件由鑄組上切割，進(jìn)行打磨、噴砂處理；
[0080] 具體工藝要求：
[0081 ] (1)振動(dòng)脫殼:去掉型殼層獲得無(wú)粘砂等雜物的鑄件組；
[0082] (2)切割澆口：把鑄件從鑄組上切割下來(lái)，鑄件切割后余留殘根< 2mm，砂輪最高工 作線速度50-80m/s，切割時(shí)注意不能損傷鑄件；
[0083] (3)打磨:在砂帶機(jī)上去除鑄件內(nèi)澆口和毛刺，打磨時(shí)注意不能損傷鑄件；
[0084] (4)噴砂:通過(guò)處理，獲得表面清潔的鑄件，剛玉砂粒度:30-60目。
[0085] 其中，在清理精整過(guò)程中，對(duì)鑄件進(jìn)行表面光飾處理。
[0086]以常用的兩種高溫合金材料為例，其中，一種典型常用的鈷基高溫合金的成分：

[0089] -種典型常用的鎳基高溫合金的成分：

[0092]通過(guò)真空振動(dòng)精密鑄造裝置及熔煉澆注方法得到的高溫合金鑄件，具有高質(zhì)量的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和金相，避免出現(xiàn)晶粒粗大、疏松及氣孔等缺陷，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量更佳。
[0093]以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的 原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實(shí)施方式】，這些方式都將落入 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置，其特征在于，包括支撐組件，所述支撐組件包 括上平臺(tái)（1)和下平臺(tái)（2)，所述上平臺(tái)（1)和所述下平臺(tái)（2)之間設(shè)有用于支撐所述上平臺(tái) (1)的彈黃(3); 所述上平臺(tái)（1)靠近所述下平臺(tái)（2)的一側(cè)設(shè)有振動(dòng)器(4)，另一側(cè)設(shè)有支撐架(5)，所 述支撐架(5)的端部設(shè)于真空爐(6)內(nèi)用于支撐鑄件的型殼(7)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置，其特征在于，所述上平臺(tái) (1)與所述真空爐(6)之間設(shè)有波紋管(8)，所述波紋管(8)的兩端分別設(shè)有密封法蘭盤(9)， 所述密封法蘭盤(9)分別與所述上平臺(tái)（1)和所述真空爐(6)連接； 所述支撐架（5)設(shè)于所述波紋管(8)內(nèi)，且一端穿過(guò)所述密封法蘭盤(9)設(shè)于所述真空 爐(6)內(nèi)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置，其特征在于，所述上平臺(tái) (1)和所述下平臺(tái)（2)的形狀相同，且相互平行。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置，其特征在于，所述上平臺(tái) (1) 和所述下平臺(tái)（2)之間設(shè)有至少四根彈簧(3)，所述彈簧(3)設(shè)于所述上平臺(tái)（1)和所述 下平臺(tái)（2)的邊緣處，且均勻分布。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置，其特征在于，所述振動(dòng)器 (4)為偏心振動(dòng)器。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置，其特征在于，所述下平臺(tái) (2) 的底部設(shè)有底座(10)。7. -種高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造方法，其特征在，包括以下步驟： 制蠟:根據(jù)所需鑄件的形狀制備同樣形狀的蠟?zāi)＃髮?duì)蠟?zāi)＿M(jìn)行樹(shù)組； 制殼:在蠟?zāi)?shù)組上進(jìn)行沾漿、撒沙，并進(jìn)行干燥硬化，重復(fù)上述動(dòng)作，直至形成所需厚 度的型殼； 脫蠟:加熱型殼，使型殼內(nèi)的蠟?zāi)Ｈ刍?，熔化后的蠟液由型殼中排出? 焙燒:脫蠟后對(duì)型殼進(jìn)行焙燒，進(jìn)一步提高型殼強(qiáng)度，使型殼達(dá)到所需強(qiáng)度要求； 澆鑄及振動(dòng)處理:將熔化的金屬液澆鑄至型殼中，同時(shí)，在澆鑄過(guò)程中，對(duì)型殼進(jìn)行振 動(dòng)，饒鑄完成后，停止振動(dòng)； 清理精整:脫殼后，將鑄件從鑄件樹(shù)組上切下，進(jìn)行打磨、噴砂處理。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造方法，其特征在于，在制蠟過(guò)程 中，蠟?zāi)?shù)組時(shí)設(shè)置排蠟機(jī)構(gòu)，以保證脫蠟時(shí)將蠟液排干凈； 在蠟?zāi)５臐驳郎显O(shè)置翻邊結(jié)構(gòu)，以避免制殼步驟時(shí)落砂進(jìn)入到型殼。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造方法，其特征在于，在制殼過(guò)程 中，面層噴預(yù)濕劑，以避免鐵豆的產(chǎn)生。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造方法，其特征在于，在清理精整 過(guò)程中，對(duì)鑄件進(jìn)行表面光飾處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置及方法，該裝置包括支撐組件，支撐組件包括上平臺(tái)和下平臺(tái)，上平臺(tái)和下平臺(tái)之間設(shè)有用于支撐上平臺(tái)的彈簧；上平臺(tái)靠近下平臺(tái)的一側(cè)設(shè)有振動(dòng)器，另一側(cè)設(shè)有支撐架，支撐架的端部設(shè)于真空爐內(nèi)用于支撐鑄件型殼。本發(fā)明提供的一種高溫合金真空振動(dòng)精密鑄造裝置及方法，在澆鑄過(guò)程中，通過(guò)振動(dòng)裝置對(duì)型殼進(jìn)行振動(dòng)，澆鑄時(shí)同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)，有利于成型后的鑄件的組織致密，不易出現(xiàn)鑄件結(jié)構(gòu)疏松及氣孔等情況，因此使得成型的鑄件產(chǎn)品的性能更高，產(chǎn)品質(zhì)量更好。
【IPC分類】B22C9/04, B22D27/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105710303
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610204283
【發(fā)明人】谷蒼, 謝雄偉, 王平
【申請(qǐng)人】北京昌航精鑄技術(shù)有限公司