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钛合金熔模铸造技术


钛合金熔模铸造技术

采用熔模铸造方法生产的铸件表面粗糙度低,尺寸精确。此外,熔模铸造法可以铸造形状复杂的铸件,提高金属材料的利用率。但熔模铸造工艺较为复杂,难以控制,所用及消耗的材料较贵。通常适用于生产形状复杂、精度要求高的小零件,如涡轮发动机叶片。在本文中,我们将深入了解钛合金熔模铸造技术 .

钛合金熔模铸造技术

钛合金 是最难进行精密铸造的工业金属之一。由于钛合金具有很高的化学活性,几乎可以与所有耐火材料发生化学反应 在熔融状态,这降低了熔体的质量。因此,外壳材料的选择是钛合金熔模铸造工艺的关键 .

钛合金铸件的造型材料应满足以下基本要求:

1. 应具有较高的化学惰性,与熔融钛合金接触不会发生化学反应。

2. 在熔融钛合金的高温下不应变软或破裂,具有较高的耐火度和抗热震性。

3. 应有足够的强度,在运输和炉子安装过程中不易损坏。

4. 对水和气体的吸附量要小。

5. 应具有低热导率,以减少铸件冷硬引起的缺陷。

目前使用的铸造材料只能部分满足上述要求,这些材料大致可以分为以下几类。

1.碳质耐火材料

用于钛合金铸造的碳质耐火材料主要是人造石墨。人造石墨是以石油焦和沥青为主要原料,经2600-3000℃高温煅烧而成。人造石墨的真空耐火度高,热膨胀系数低,强度随温度升高而增加,对熔融钛合金呈惰性。

但是,人造石墨也存在易氧化、气体吸附能力强、导热系数高、铸件表面易产生微裂纹等缺点。

2.氧化物陶瓷材料

氧化陶瓷材料是钛合金精密铸造的重要材料。工业上常用的氧化物陶瓷有SiO₂ , 氧化镁 , Al₂O₃, CaO, ZrO₂, Y2O3 和 ThO2。它们与熔融钛合金的反应性逐渐降低。

3.金属材料及其他材料

用作铸模的金属材料主要有铜、钢、铸铁等,但制作形状复杂的钛合金铸件难度较大,多为仅用于特定铸件。

此外还有等难熔金属粉末 , , , 和铌。这些材料在与熔融钛合金接触时具有高熔点和良好的化学稳定性。它们常被用作钛合金熔模铸造的表面涂层。

钛合金熔模铸造的金属利用率 可达90%以上,可大大降低生产成本。极有可能成为适用于民用产品的钛合金铸件的成形方法之一,也是未来研究的重点。

结论

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