[发明专利]一种用于TiAl基合金精密铸造或定向凝固的模壳及制备该模壳的方法

摘要

一种用于TiAl基合金精密铸造或定向凝固的模壳及制备该模壳的方法，属于熔模精密铸造模壳的制备技术领域。该方法所涉及的模壳面层和临面层浆料以铝溶胶为粘结剂、以高纯电熔氧化钇粉和电熔白刚玉粉为耐火填料，焙烧后的模壳面层成分为Y2O3与Y3Al5O12、Y4Al2O9和YAlO3三种钇铝氧化物中的至少一种。模壳采用熔模精密铸造工艺制备，包括蜡模、挂浆、撒砂、脱蜡、焙烧等工序。本发明的模壳浆料性能稳定，涂挂及流动性能好，易于保存，模壳具有化学稳定性高、高温强度、抗热震性和高温抗蠕变性优良等特点，精密铸造或定向凝固得到的TiAl合金表面光洁，污染层薄。

主权项

制备用于TiAl基合金精密铸造或定向凝固的模壳的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：配制模壳惰性层浆料惰性层浆料由氧化钇粉、氧化铝粉、铝溶胶、分散剂、消泡剂、表面活性剂组成，其中，氧化钇粉和氧化铝粉占浆料总重量的45～85％，氧化铝粉占氧化钇粉和氧化铝粉总重量的比例不高于30％；铝溶胶占料浆总重量的14％～54％，消泡剂占料浆总重量的0.01％～1％、分散剂占料浆总重量的0.01～1％，表面活性剂占料浆总重量的0.01％～1％；并且铝溶胶、氧化钇粉、氧化铝粉、消泡剂、分散剂和表面活性剂的总量之和为100％；步骤二：配制模壳过渡层浆料及背层浆料过渡层浆料及背层浆料均由氧化铝粉、铝溶胶、分散剂、消泡剂和表面活性剂组成，其中，氧化铝粉占料浆总重的45～85％，铝溶胶占料浆总重的14～54％，消泡剂占料浆总重的0.01％～1％，分散剂占料浆总重量的0.01～1％，表面活性剂占料浆总重量的0.01～1％；并且氧化铝粉、铝溶胶、消泡剂、分散剂和表面活性剂的总量之和为100％；步骤三：制备模壳惰性层将形状为铸件形状的蜡模浸入步骤一制得的惰性层浆料中3～15s后取出，称为挂浆，均匀撒上电熔氧化钇砂，干燥8～24h；重复上述挂浆、撒砂和干燥过程2～4次，形成模壳惰性层；步骤四：制备模壳过渡层将步骤三制备好的模壳惰性层浸入步骤二制得的过渡层浆料中3～20s后取出，称为挂浆，均匀撒上电熔白刚玉砂，干燥7～20h；并重复该挂浆、撒砂和干燥过程1～3次；步骤五：制备模壳背层将步骤四制备好的模壳过渡层浸入步骤二制得的背层浆料中3～20s后取出，称为挂浆，均匀撒上电熔白刚玉砂，干燥7～15h；并重复该挂浆、撒砂和干燥过程3～7次，最后一层只挂浆不撒砂，制备完成后干燥8～36h，制得模壳预成型件；步骤六：脱蜡将步骤五中制得的模壳预成型件置于温度为200～500℃脱蜡炉内，脱蜡5～25分钟，制得模壳生坯；步骤七：焙烧将步骤六中脱蜡后的模壳生坯放入电阻炉内进行焙烧，设定升温速率为0.2～6℃/min，焙烧温度为1000℃～1800℃，并在1000℃～1800℃条件下保温1h～6h，然后随炉冷却至室温后取出，制得用于TiAl基合金精密铸造或定向凝固的模壳。