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钛铝金属间化合物熔模壳型铸造工艺
发表于:2025/1/2

钛铝基合金是种理想的高温轻质结构资料,有望广泛使用于航空航天和轿车等领域的热端部件。但因为该类零件本身结构杂乱,钛铝基合金室温强度、硬度均较高,因此选用传统机械加工技能势必使其本钱大幅上升。近年来外选用真空低压吸铸(CLV)法及模压铸法,处理了钛铝基合金铸件的填充和补缩问题。铸造出了叶轮和压气机阀等高温结构件,查核试验表明此类铸件具有良好的使用能,且其本钱远低于变形合金。在处理了以下要害工艺技能后,运用熔模精密铸造技能完全可以制作出高能、低本钱的钛铝基高温结构零件:

铸造钛铝基合金粗大的各向异安排; 
 
严格控制空隙元素氮及其化合物在其中对资料能构成的晦气影响; 
 
在真空熔炼条件下,因为合金元素(特别是铝、铬)挥发构成的合金成分动摇对能产生的晦气影响。
 
钛及其合金熔模铸造技能是随同航空航天工业的开展而开展起来的。并且在各类钛合金结构件制作中得到了广泛的使用。从目前内外开展趋势看钛及其合金熔模铸造技能已成为几种近净构成形工艺中开展快且适用广的种。可是,跟着钛及其合金铸件使用范围的不断扩大,在保证质量的前提下,本钱控制也是约束其广泛使用的个重要目标。 
 
石墨型尽管本钱低价,但其零件外表质量较差,且对于净形、近净形铸件外表易构成渗碳污染,起也难于制作薄壁、杂乱形状零件。难熔金属面层陶瓷型壳具有强度高、对钛液具有很高的化学稳定,可制作优质大型的杂乱铸件。可是,因为其导热及热容较高,难以制作超薄壁铸件(δ≤1.5mm),起因为其工艺过程杂乱、原资料本钱偏高导致其产品竞争力下降。美PCC公司选用化学稳定高的氧化钍(ThO2)面层型壳工艺,已出产出各种大型杂乱铸件,但型壳放射问题无法处理。德HITAL公司用电熔氧化钇(Y2O3)出产钛精铸件,已浇铸出薄壁钛铝铸件,但因为氧化钇本钱太高难以推行。日本三建造船(株式会社)开展了氧化钙(CaO)型壳工艺出产小型钛铸件,但型壳制作及保存工艺相当杂乱。 
 
运用新型精铸模壳,ISM熔炼及离心浇注工艺,课题组完成了主涡流器零件的毛胚制作。成分符合设计要求,氮含量≤0.5×10-5、氧含量≤0.35×10-3。铸件外表呈银白色,轮廓清晰,物流痕和冷隔。铸件经金相观察发现枝晶间存在铸造裂纹。经过12800C、3小时、200MP热等静压处理可消除大部分微孔及裂纹缺点。

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陶瓷砂的热膨胀系数很低,与锆石砂相似。利用陶瓷铸造砂制作模具和型芯,消除了铸件的纹路和其他膨胀缺陷陶瓷铸造用砂由于颗粒呈大球形,流动性好,易于填充,模具和型芯透气性高,铸造后易落砂使用陶瓷铸造砂,表面光滑,结构坚固,可节省30-50%的粘结剂消耗陶瓷铸造砂是一种中性和惰性材料,因此它可以用于酸性和碱性粘合剂系统,也适用于各种合金陶瓷铸造砂具有较高的耐火性和良好的稳定性。它特别适用于生产复杂的砂芯和钢铸件它的颗粒尺寸很宽,可以任意组合和混合,以满足客户的特定需求陶瓷铸造砂具有较高的Moh值和球形,具有良好的回收性能和较低的破碎率,因此可以通过多种方法轻松回收。

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