钛合金熔模精铸技术发展的必然性
当前,钛合金熔模精铸技术已在宇航钛合金构件以及民用钛结构制造中得到广泛应用,这种技术是为适应宇航工业的需要而发展起来的。
随着钛合金熔模精铸技术钛合金铸件的广泛应用,我们对其质量和实用性的要求越来越严格,同时,成本的高低也是限制其应用前景的一个重要因素。石墨型虽成本低但铸件表面质量较差,同时不适于生产薄壁复杂件,用难熔金属面层或氧化钇面层陶瓷型壳可以浇注出高质量的钛铸件,但成本却很高。在这种情况下研究一种成本较低、适合于生产复杂薄壁件的用于钛合金氧化物陶瓷型熔模精铸的新型制壳工艺成为了必然。
钛合金熔模精铸技术主要制壳材料的选择
钛合金熔模精铸技术主要制壳材料的蜡模主体主要采用铸钛的进口蜡料,浇口部分采用成本较低、性能也能达到要求的自制蜡料,分别压制成型后,焊合成蜡模组。相关参数如下表:
性能 | 进口蜡料 | 自制蜡料 |
滴点/℃ | 69~71 | 70.5 |
凝固点/℃ | 58~59 | 60~62 |
线收缩/% | 1.3 | 0.4~0.6 |
针入度/1/10mm | 12~14 | 11 |
赵氏硬度 | 21.1 | 19 |
抗拉强度/MPa | 3.69 | 2.91 |
粘结剂润湿角/° | 89~92 | 79~82 |
密度/g/mm | 3 0.91~0.94 | 0.95~1 |
灰分/% | <0.01 | 0.05 |
各面层材料的参数:
耐火材料 | 粘结剂 | |
面层及邻面层浆料 | 主要成分为二氧化锆,尺寸为30μm以下 | 有机锆溶胶,尺寸10~15nm |
面层及邻面层撒砂 | 主要成分为二氧化锆砂,尺寸为150~300μm。邻面层采用主要成分为ZrO2.SiO2的锆英砂 | |
背层制壳材料 | 莫莱石粉和砂 | 硅溶胶 |
钛合金熔模精铸技术主要制壳方法的分析
钛合金熔模精铸制壳主要有干燥、脱蜡、焙烧三个步骤
1、干燥:面层及邻面层的干燥时间均为24h,温度为20℃,相对湿度不小于60%,背层的干燥时间为不小于4h,其它条件与面层相同。
2、脱蜡:采用微波脱蜡,所用的设备为大内腔尺寸,1500W可调强度的微波炉。
3、焙烧:经过脱蜡的型壳在不需气体保护的焙烧炉中焙烧。
钛合金熔模精铸技术主要制壳工艺参数的选择
制壳工艺参数对铸件质量的影响表现在:面浆的成分,即粉液精铸比,脱蜡及焙烧工艺参数上。因此在选择制壳工艺参数是要重复呢考虑,粉液比对面层涂层厚度和悬浮率的影和粉液比及型壳焙烧温度对室温及高温残余强度的影响这两个方面
在一般情况下,我们大多采用的微波强度为50%,脱蜡时间大约8min。