钛铝基合金飞机发动机叶片的熔模精密铸造方法

摘要

钛铝基合金飞机发动机叶片的熔模精密铸造方法，涉及一种飞机发动机叶片的制备方法。它解决了由于飞机发动机叶片的形状各异、叶片薄，采用现有毛坯加工方式时，容易产生变形、加工工序复杂、加工效率低的问题。本发明采用水冷铜坩埚真空感应熔炼离心铸造的方法实现钛铝基合金飞机发动机叶片的的制备，所述钛铝基合金的铝含量为46～48at％，在真空氩气保护下熔炼，熔炼过程中的熔化功率为330～350kW；采用离心浇铸工艺，浇铸采用底注式浇铸系统和叶片型壳构成的浇铸系统进行浇铸；铸造型壳预热温度为400～600℃，浇铸后随炉冷却，浇铸后合金氧含量为0.04-0.08％。本发明的方法工艺简单、加工成本低，适用于加工各种飞机发动机叶片。

主权项

一种钛铝基合金飞机发动机叶片的熔模精密铸造方法，其特征在于它的具体过程为：将待熔炼的原材料加入水冷铜坩埚的熔炼室内；采用氩气对水冷铜坩埚的熔炼室进行冲洗，将水冷铜坩埚的熔炼室抽真空至10～5mbar～10～2mbar，然后充氩气至5.50mbar～13mbar，再抽真空至10～5mbar～10～2mbar，如此反复2～6次，最后使水冷铜坩埚的熔炼室内的真空度保持在10～5mbar～10～2mbar之间；对水冷铜坩埚内的原材料采用水冷铜坩埚感应熔炼炉进行熔炼，熔化功率为330～350kW，熔炼完成之后保温3～5min，使合金元素均匀化；用石棉毡包裹铸造型壳，然后装入砂箱，用粒度为1mm～3mm的铝矾土砂作为埋箱材料，填砂造型；采用离心浇铸的方法铸造飞机发动机叶片，离心铸造的工艺参数为：铸造型壳预热温度为400℃～600℃，离心转速180rpm～360rpm，浇铸过程在2～5秒完成；浇铸后随炉冷却，铸件型壳用手工或机械方法清除，将浇铸系统切除，进行喷砂处理；采用热等静压处理密封气孔、缩孔、缩松缺陷，热等静压温度为(1250±10)℃，热等静压100～150MPa，保压时间3～6小时，所述原材料为海绵钛、高纯铝、电解铬、铝铌中间合金及稀土元素，其中，高纯铝的含量为46at.％～48at.％，所述电解铬的含量为1at.％～2at.％，所述铝铌中间合金的含量为1at.％～10at.％，所述稀土元素的含量为0.1at.％～0.3at.％，其余为海绵钛。