钛合金金属型铸造工艺研究.pdf

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1、·454·垂急帅蔫May2016V01．65No．5钛合金金属型铸造工艺研究姜延亮1，刘鸿羽2，马志毅2，娄宏伟2(1．哈尔滨东安发动机(集团)有限公司，黑龙江哈尔滨150066；2．沈阳铸造研究所，辽宁沈阳110022)摘要：对于薄壁钛合金铸件，金属型工艺与石墨型工艺以及陶瓷型工艺相比，在铸型使用寿命、尺寸精度以及工艺操作性上具有一定的优势。文中将金属型与陶瓷涂层结合，探究薄壁钛合金铸件的金属型铸造工艺。试验过程中选择多种金属型材料涂覆陶瓷涂层，研究其与钛液的界面反应，发现涂覆钇稀土涂层的灰铸铁铸型浇注的钛试样

2、表面更加平整，金属型与钛液反应较弱，没有形成明显的反应层，并且在一定程度上阻碍了金属型元素扩散到钛液当中。同时，本试验设计了合理的金属型模具，确定了合理的离心浇注参数，浇注出了完整的薄壁钛铸件，铸件表面均无裂纹、冷隔等缺陷，化学成分、力学性能等各项指标均达到了使用要求。关键词：钛合金；金属型；薄壁中图分类号：TG244．2文献标识码：A文章编号：1001—4977(2016)05—0454—05ResearchofMetalMoldCastingTechniqueforTitaniumJL蝌GYan—lian91

3、，LIUHong—yu2，MAZhi—yi2，LOUHong-wei2(1．HarbinDonganEngineCorporationLtd．，Harbin150066，Heilongjiang，China；2．ShenyangResearchInstituteofFoundry，Shenyang10022，Liaoning，China)Abstract：Forthin—walltitaniumalloycasting,comparedwithgraphitemoldtechnologyandceramicmol

4、dtechnology,metalmoldtechnologyhassomeadvantagesonmouldservicelife．dimensionalaccuracyandoperationalprocess．Combiningmetalmouldandceramiccoating,thispaperexploresthemetalmoldcastingtechnologyofthin—walltitaniumalloycasting．Thevarietiesofmetalmoldmaterialcoate

5、dceramiccoatingarechosetostudytheinterfacialreactionswithtitaniumliquid．ItiSfoundthatreactionsbetweenmetalmoldandliquidtitaniumareweakandnoobviousreactionlayeriSformed．ThemetalmouldiSdesignedforpilotcastingandthecentrifugalcastingparametersareconfirmed．Finall

6、y,thequalifiedcastingispouredoutwithoutcrack,coldlap，thechemicalcomposition,mechanicalpropertiesofcastingmeetthetechniquerequirements．Keywords：titanium；metalmold；thin．wall目前按照钛合金铸造过程中所采用的造型工艺不同，钛铸件的成形方法可以分为机加石墨型工艺、捣实石墨型工艺、熔模铸造工艺、金属型工艺等几种工艺技术。对于薄壁钛合金铸件，采用石墨型浇注

7、时，由于石墨本身热导率较高，使得钛液凝固过快，带来排气、充型等困难，铸件内部易出现缩孔、缩松以及气孔等缺陷，甚至导致充型不完整，同时表面也易产生冷隔、微裂纹等缺陷。另外，石墨型在浇注过程中容易损坏，使用寿命普遍较短，不利于钛铸件的批量生产。而采用熔模铸造工艺生产此类薄壁钛合金铸件时，蜡模在模具压制以及型壳涂挂过程中易发生变形，影响铸件的尺寸精度，并且制作工艺较为复杂，成形周期较长。铸铁、铸钢等金属的热导率小于石墨，采用此类金属作为铸型时可以降低铸型的激冷作用，与石墨型相比具有一定的优势。金属型铸造作为一种较为传统

8、、简单的铸造方式，很早以前并不被看好应用于钛合金铸造，这主要由于常用的金属型材料熔点往往低于钛合金熔点，不利于生产热容量较大的钛铸件，并且存在工艺上的分型困难，很难制造出复杂的钛铸件，因此，机加石墨型铸造工艺以及熔模铸造工艺往往更多地被采用。但近年来，随着钛合金产品的应用领域日趋广泛，对于钛合金铸件的批量生产能力以及力学性能提出了更高的要求。金属型铸造过程所用的铸型可以多