本发明是涉及金属铸造领域，具体的说是钛金属不规则薄壁铸件离心铸造方法。
背景技术：
钛及钛合金以其优异的性能广泛应用于航空、航天、化工、医疗等众多领域，钛及钛合金铸造的产品也日益受到众多行业的使用，从而逐步取代原先的产品材料。
钛的密度稍高于铝，远低于钢、铁、铜等金属。根据金属密度、熔点、化学性质的不同，在铸造过程中，金属铝可以采用压铸的方式实现，而钢、铁、铜等金属可以采用大气下单组型壳重力铸造的方式实现。由于钛合金在液体状态下不能与空气接触，否则将会出现严重氧化现象，影响钛合金整体性能，所以在熔炼、铸造过程只能采用真空熔炼铸造方式实现。钛合金在真空状态下，采用重力方式浇注，由于材料密度小，在浇注过程中必须采用大的“金属压头”进行铸造，严重浪费原材料，且铸造效果也不太理想。而且对一些薄壁零件更容易产生铸件大面积未能铸满、造成零件报废等问题，由此带来的经济损失非常严重；对一些厚壁承压零件无法增加补缩冒口，造成铸造缺陷比较大，经热等静压后，铸件需要进行大面积补焊、修整，严重影响工作效率，同时在铸造的过程中，由于钛金属活性较高，在薄壁铸件铸造的过程中，经常出现铸件表面发生化学反应，稳定性较差。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供钛金属不规则薄壁铸件离心铸造方法，能够实现不规则薄壁状钛金属铸件的铸造，提高了不规则钛金属薄壁铸件的成品率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
钛金属不规则薄壁铸件离心铸造方法，其特征在于：通过设计专用的补缩冒口、型壳模型内壁涂覆耐高温层以及采用离心铸造等技术手段，保证了薄壁铸件表面的稳定性和平整性，同时提高铸件整体的铸造品质，具体步骤如下：
步骤1，制作型壳，采用多层挂浆的形式制作陶瓷型壳，所述的型壳最内层为耐高温层，所述的耐高温层由氧化钇和氧化锆混合制成，型壳冒口设计满足：vr≥0.778vc，其中vr和vc分别为冒口和铸件补缩部分的体积；
步骤2，金属钛熔融，在坩埚内通过真空自耗凝壳熔炼方法进行熔炼，将固态金属钛熔融成有熔融状态；
步骤3，型壳浇注，翻转坩埚，将钛金属液倒入导流器中，钛金属液通过冒口注入型壳内，所述的型壳固定在沙箱内，所述的沙箱固定安装在旋转盘的中央位置；
步骤4，注入的过程中，旋转盘逆时针转动，转动速度为50转每分钟，直至冒口注满；
步骤5，凝固，对浇筑完成的铸件和型壳进行热等静压处理，随炉冷却到300摄氏度～200摄氏度；
步骤6，除壳，通过夹具夹取冒口部，通过风锤带动击打锤快速有规律的击打冒口表面，带动铸件本身震动，进而通过震动促使铸件外表面的型壳脱落。
步骤7，切除冒口，通过氧-乙炔火焰切除冒口系统；
步骤8，整体热处理，在真空环境下真空去应力退火；
步骤9，打磨，根据表面粗糙度要求进行打磨成形。
为优化上述发明，采取的具体措施还包括：
步骤1中所述的冒口有效模数满足：v冒≥0.778v件，其中v冒和v件分别是冒口和铸件的模数。
步骤1中所述的耐高温层由氧化钇和氧化锆按照比例1:5～1:10制成。
步骤3中所述的导流器周围设置有温度补偿装置，能够对导流器内部金属液的热量损失进行补偿，维持金属液稳定的流动性。
所述的导流器为导流漏斗，所述的导流漏斗外侧围绕均匀的与漏斗形贴合的环状感应加热线圈，所述的导流漏斗的入口处设置有红外温度检测仪，所述的红外温度检测仪与plc和数据智能处理控制单元信号连接，所述的与plc和数据智能处理控制单元信号与环状感应加热线圈信号连接，所述的环状感应加热线圈的工作状态由plc和数据智能处理控制单元控制。
所述的浇注型壳与铸件毛坯重量比为3:1～4:1。
所述的型壳外层设置有保温涂层，所述的保温涂层的配制：1)质量比配比为硅酸铝纤维：水：高岭土：云母粉：海泡石粉：无机改性粘结剂：铝粉＝500：50：80：60：100：150：20；2)按配比依次加入改性粘结剂、水、高岭土、云母粉、海泡石粉、铝粉混合后，用砂磨搅拌分散机高速分散研磨2h，最后低速搅拌均匀，制得耐高温隔热保温涂料；3)制得耐高温隔热保温涂料直接喷涂在面层干燥的模组上，涂层厚度1-3mm。
该种钛金属不规则薄壁铸件离心铸造方法够达到的有益效果为：
第一，钛金属液在注入的过程中会受到离心力，能够快速的填充到薄壁型壳中，缩短了液体流动的时间，保证薄壁型壳中能够快速充分的实现填充，进而得到质地均匀的铸件。
第二，型壳外层设置有保温涂层能有效的调节铸件各部分的温度应尽可能为铸件创造良好的补缩和顺序凝固的条件。
第三，由于金属钛的模数较大，因此，需要根据要求计算得出冒口尺寸以及补缩体积，可以减少缩孔以及疏松等缺陷。
第四，耐高温层由氧化钇和氧化锆混合制成，提高了铸造时钛金属薄壁的稳定性，减少了薄壁处铸件表面的缺陷，实现所需技术效果的同时降低了成本，提高了成品率。
第五，通过震动除砂，能够较好的除去深孔等死角处的型壳砂，减少手工方法对铸件表面的损伤，与喷砂处理相比能够对铸件死角进行有效的进行除砂。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述。
钛金属不规则薄壁铸件离心铸造方法，其特征在于：通过设计专用的补缩冒口、型壳模型内壁涂覆耐高温层以及采用离心铸造等技术手段，保证了薄壁铸件表面的稳定性和平整性，同时提高铸件整体的铸造品质，具体步骤如下：
步骤1，制作型壳，采用多层挂浆的形式制作陶瓷型壳，所述的型壳最内层为耐高温层，所述的耐高温层由氧化钇和氧化锆混合制成，型壳冒口设计满足：vr≥0.778vc，其中vr和vc分别为冒口和铸件补缩部分的体积；
步骤2，金属钛熔融，在坩埚内通过真空自耗凝壳熔炼方法进行熔炼，将固态金属钛熔融成有熔融状态；
步骤3，型壳浇注，翻转坩埚，将钛金属液倒入导流器中，钛金属液通过冒口注入型壳内，所述的型壳固定在沙箱内，所述的沙箱固定安装在旋转盘的中央位置；
步骤4，注入的过程中，旋转盘逆时针转动，转动速度为50转每分钟，直至冒口注满；
步骤5，凝固，对浇筑完成的铸件和型壳进行热等静压处理，随炉冷却到300摄氏度～200摄氏度；
步骤6，除壳，通过夹具夹取冒口部，通过风锤带动击打锤快速有规律的击打冒口表面，带动铸件本身震动，进而通过震动促使铸件外表面的型壳脱落。
步骤7，切除冒口，通过氧-乙炔火焰切除冒口系统；
步骤8，整体热处理，在真空环境下真空去应力退火；
步骤9，打磨，根据表面粗糙度要求进行打磨成形。
本实施例中，步骤1中所述的冒口有效模数满足：v冒≥0.778v件，其中v冒和v件分别是冒口和铸件的模数。
本实施例中，步骤1中所述的耐高温层由氧化钇和氧化锆按照比例1:5～1:10制成。
本实施例中，步骤3中所述的导流器周围设置有温度补偿装置，能够对导流器内部金属液的热量损失进行补偿，维持金属液稳定的流动性。
本实施例中，导流器为导流漏斗，所述的导流漏斗外侧围绕均匀的与漏斗形贴合的环状感应加热线圈，所述的导流漏斗的入口处设置有红外温度检测仪，所述的红外温度检测仪与plc和数据智能处理控制单元信号连接，所述的与plc和数据智能处理控制单元信号与环状感应加热线圈信号连接，所述的环状感应加热线圈的工作状态由plc和数据智能处理控制单元控制。
本实施例中，浇注型壳与铸件毛坯重量比为3:1～4:1。
本实施例中，型壳外层设置有保温涂层，所述的保温涂层的配制：1)质量比配比为硅酸铝纤维：水：高岭土：云母粉：海泡石粉：无机改性粘结剂：铝粉＝500：50：80：60：100：150：20；2)按配比依次加入改性粘结剂、水、高岭土、云母粉、海泡石粉、铝粉混合后，用砂磨搅拌分散机高速分散研磨2h，最后低速搅拌均匀，制得耐高温隔热保温涂料；3)制得耐高温隔热保温涂料直接喷涂在面层干燥的模组上，涂层厚度1-3mm。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。