TiAl基合金熔模精密鑄造用型殼制備工藝研究.pdf

1、TiAl基合金具有低密度、較高的楊氏模量和高溫強(qiáng)度、良好的抗蠕變及抗氧化性等優(yōu)點(diǎn),在航空航天工業(yè)、汽車工業(yè)中的輕質(zhì)耐高溫結(jié)構(gòu)部件中具有很好的應(yīng)用前景。熔模精密鑄造是生產(chǎn)低成本大型復(fù)雜薄壁鑄件的理想成形技術(shù)。本文對鈦鋁基合金精密鑄造用型殼的面層材料進(jìn)行了優(yōu)化選擇,比較了氧化釔、氧化鈣、氧化鋯、氧化鋁以及氧化鋁與氧化鋯的混合物(比例為1:1)與Ti-43Al-9V-0.3Y(at％)的界面反應(yīng)情況,測量了鈦鋁基合金中元素分布線掃描和顯微硬度

2、,最終選定氧化鋯作為型殼面層材料。制定了氧化鋯陶瓷型殼的涂掛、脫蠟和焙燒工藝,并研究了粉液比、細(xì)粉含量、焙燒溫度等參數(shù)對型殼面層強(qiáng)度的影響,最終確定了氧化鋯陶瓷型殼的合理制備工藝。提出了一種能夠改善型殼退讓性的方法:在涂料中添加適量的高聚物和水乳膠,型殼經(jīng)焙燒后在其內(nèi)部出現(xiàn)了孔洞,強(qiáng)度有所降低。當(dāng)涂料中添加物的加入量為0.02～0.03%(wt%)時,能夠很好的改善鈦鋁基合金精鑄用型殼的退讓性。脫蠟參數(shù)為壓力7kg/cm2,脫蠟時間5分

3、鐘;型殼的焙燒工藝為:在200℃保溫1小時,升溫至400℃繼續(xù)保溫1小時,再升溫至1150℃后保溫2小時。使用上述工藝制備出的型殼,澆注出了成形良好的鈦鋁基合金“工”字形試樣。本實(shí)驗(yàn)選擇了成分為Ti-43Al-9V-0.3Y(at%)合金,使用德國LinnV-3,3-TITAN高頻離心鑄鈦機(jī)研究了鑄件尺寸、澆注溫度、型殼預(yù)熱溫度、離心轉(zhuǎn)速等因素對鈦鋁基合金與氧化鋯型殼的界面反應(yīng)的影響。對鈦鋁基合金試樣與型殼界面反應(yīng)層進(jìn)行硬度測量和元素分