PDF《大型复杂薄壁类钛合金精铸件的研制》

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05 %) 进行压 蜡试验比较 ,发现采用现有的蜡料压制的蜡模容易出现 流痕、 裂纹和凹陷等缺陷 ,取模困难 ,极易出现裂纹 ,导致 蜡模的薄壁处断裂 ;

而采用抚顺石化院研制的高强度蜡 料压制的蜡模很少出现裂纹 ,取模容易 ,蜡模完整 ,表面 质量好.所以经过实验比较 ,最后选用抚顺石化院研制 的高强度蜡料压制蜡模. 通过试验 ,对蜡模压制的工艺参数 ,如射蜡温度 T、 保压时间 t 、 射蜡压力 P 等进行了选择.在试验中发现 , 当射蜡温度 T、 保压时间 t 保持恒定时 ,射蜡压力 P 从1380kPa 升到 1725kPa ,蜡模产生的披缝增加 ;

当保压时间 ―

2 1 ― 试验研究 ― ― ― 大型复杂薄壁类钛合金精铸件的研制 2/

2001 中国铸造装备与技术 ? 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net t 和射蜡压力 P 超过一定值之后 ,导致蜡模收缩应力增 大 ,在热节处以及过渡半径小的地方容易出现裂纹.经 过在 75t 压蜡机上的多次试验 ,最后确定了合适的压蜡 工艺参数 ,获得了合格的蜡模. 由于该铸件属于薄壁长形框架类铸件 ,再加上钛合 金的真空自耗电极电弧炉熔炼的钛液过热度低 ,所以钛 液进入型壳后 ,凝固速度非常快 ,充型能力下降 ,很容易 出现浇不足、 流痕等铸造缺陷.为了获得形状完整、 表面 光洁、 内部致密的合格铸件 ,根据铸件结构特点 ,设计浇 冒口系统 ,并进行蜡模模组组模设计.浇注系统中 ,横浇 道底盘外形设计成与铸件底部形状类似的结构 ,多处开 设内浇口 ,除直浇道外 ,又增设了斜浇道 ,实现开放式的 浇注 ,确保钛液快速和平稳充型 ,防止浇不足的缺陷.在 铸件壁厚和热节处设置冒口 ,进行补缩.另外由于铸件 壁薄 ,极易出现冷却收缩变形的问题 ,为此在一些关键部 位设置拉筋 ,既有防止变形的作用 ,又起到补充浇注的作 用.蜡模模组结构如图

2 所示. 图2蜡模模组结构

2 型壳的制备 对于钛合金铸造所用的造型材料一般应具有下列特 性与要求 : (1) 高的化学惰性 ,与熔融钛合金接触不发生物理化 学反应 ;

(2) 高的耐火度和抗热冲击性能 ,浇注时在熔融钛的 高温、 高压作用下不软塌、 不碎裂 ;

(3) 足够的强度 ,在造型、 搬运和装炉时不变形、 不破 碎;

(4) 材料颗粒度合适 ,保证型腔表面致密、 光洁 ;

(5) 对水分、 气体吸附能力小 ,浇注时释放气体量少 ;

(6) 导热性低 ,减小因铸件激冷所引起的缺陷 ;

(7) 价格低廉 ,降低钛铸件生产成本 ;

(8) 无毒 ,保证人身健康安全. 现在国际上用于钛合金熔模铸造的型壳材料主要有 石墨、 难熔金属粉和惰性氧化物.其中采用对钛合金液 稳定的惰性氧化物熔模型壳 ,在很多国家如美国、 德国、 俄罗斯等都得到了研究与发展.该工艺采用的面层耐火 材料为稳定的惰性氧化物 ,粘结剂为胶体氧化物类和金 属有机化合物类. 型壳制备是保证能否获得完整合格的铸件的关键因 素 ,如果制备工艺设计不当 ,容易出现型壳破裂、 浇注跑 火等问题.在本研究中 ,我们选用一种不易与钛合金反 应的金属氧化物 ,作为面层耐火材料 ,粘结剂选用金属有 机化合物.这种型壳导热性低、 强度高 ,适合于浇注薄壁 钛合金精铸件 ,其表面α沾污层仅为 0. 02~0. 05mm.为 了保证涂层有足够的厚度和强度 ,流杯粘度应选择大些. 面层涂挂是影响铸件质量的关键工序 ,由于面层粘接剂 是水溶性的 ,所以面层的干燥时间必须大于 24h ,防止出 现回溶现象和润湿不够 ,而导致型壳面层起皮和脱落. 在背层涂挂中 ,考虑到铸件壁薄 ,在离心浇注时需要较大 的转速 ,对型壳的强度提出较高的要求 ,所以涂层数要 大.前两层选用硅酸乙酯涂料 ,加快干燥速度 ,防止涂料 的回溶 ,干燥时间大于 24h ;