BN基复合型壳熔模精铸钛镍合金时的界面反应

研究了一种新型钛合金精密铸造用型壳--BN基复合型壳在精铸钛镍合金时的界面反应及反应层的形成机制.研究表明,即使在钛镍合金熔液过热较高(浇注温度为1 600℃)的情况下,这种型壳与钛镍合金的反应也较小,铸件表面反应层厚度仅为几个μm.BN基复合型壳,在浇注温度较低的情况下,有望成为Y2O3、ZrO2或钨粉等钛合金熔模精密型壳面层材料的替代品.     

氮化硼基复合型壳与钛镍合金界面反应的研究

研究了一种新型钛合金精密铸造用型壳--氮化硼基复合型壳及其与钛镍合金的界面反应和反应层的形成机制.氮化硼基复合型壳的面层主要由预处理后的六方氮化硼粉体、氧化钇粉体和粘结剂钇熔胶组成.试验中,使用氧化钙坩埚来熔炼钛镍合金,钛镍合金的浇铸过程在真空感应加热炉中完成;利用扫描电镜、电子探针等检测手段对钛镍合金铸件表面反应层进行了研究;对钛镍合金精密铸造时形成反应层的机制作了讨论.结果表明,在1470℃浇铸温度下,钛镍合金铸件表面光洁,基本没有粘砂现象;在极端过热(浇铸温度1600℃)时,这种型壳与钛镍合金有一定的反应,但铸件表面反应层不超过10 μm.     

Ti-6Al-4V钛合金与氮化硼基复合型壳精铸时的界面反应

主要研究了一种新型钛合金精铸用型壳--氮化硼基复合型壳与铸造钛合金Ti-6Al-4V之间的界面反应.研究中,氮化硼基复合型壳的面层是由经过预处理的六方氮化硼,少量氧化钇和钇熔胶粘结剂构成.试验中使用了水冷铜坩埚来熔炼Ti-6Al-4V合金,合金的浇注温度为1 750℃;通过使用电子探针(EPMA)等仪器对铸件表面进行检测,以便研究型壳与钛合金TC4之间的反应.研究发现,这种型壳与1 750℃铸造钛合金Ti-6Al-4V的反应层大约为30～50 μm,铸件表面"沾污层"大约为180～200μm.最后还对氮化硼基复合型壳与钛合金Ti-6Al-4V反应的机理进行了研究.     

钛精铸用hBN-Y2O3复合型壳制备工艺的研究

介绍一种新型钛合金精密铸造型壳——氮化硼基复合型壳的制备工艺。在此型壳中氮化硼作为面层涂料中的主要耐火材料,钇熔胶作为粘结剂并适当加入少量氧化钇。该型壳充分利用六方氮化硼优异的化学惰性和氮化硼的密度较小的特点,使在保证型壳有很好惰性又大幅降低型壳的制备成本。不仅介绍了不同氮化硼原料配制的涂料性质的差异,还借助DSC和TG对氮化硼基复合型壳的烧结工艺进行较深入研究。     

钛精铸用hBN-Y203复合型壳制备工艺的研究

介绍一种新型钛合金精密铸造型壳--氮化硼基复合型壳的制备工艺.在此型壳中氮化硼作为面层涂料中的主要耐火材料,钇熔胶作为粘结剂并适当加入少量氧化钇.该型壳充分利用六方氮化硼优异的化学惰性和氮化硼的密度较小的特点,使在保证型壳有很好惰性又大幅降低型壳的制备成本.不仅介绍了不同氮化硼原料配制的涂料性质的差异,还借助DSC和TG对氮化硼基复合型壳的烧结工艺进行较深入研究.     

熔模铸造Ti-1100高温钛合金的界面反应(英文)

研究不同面层材料的Ti-1100高温钛合金界面反应特性。通过对比反应层的厚度,元素分布以及微观硬度研究了面层型壳材料以及型壳预热温度对界面反应的影响。结果表明:采用ZrO2面层材料型壳浇注的Ti-1100铸件反应层的厚度和硬度明显高于采用Y2O3面层材料型壳浇注的合金;型壳预热温度越高,界面反应越剧烈;在相同的型壳面层材料和型壳预热温度条件下,Ti6Al4V合金铸件的界面反应α层比Ti-1100合金铸件界面反应层薄,显微硬度低,表现出较好的稳定性。     

钛合金精密铸造用BaZrO_3基复合型壳的制备

研究了BaZrO3作为钛合金熔模铸造面层材料的可行性。以自主合成的BaZrO3作为型壳面层的主要耐火材料,钇溶胶作为粘结剂,制备出了BaZrO3基复合型壳。探讨了BaZrO3涂料的粘度和悬浮率随粉液比、级配变化而变化的规律。通过分析经不同温度、时间焙烧后型壳的抗弯强度和断口形貌,最终确定了复合型壳的焙烧工艺。研究表明,当粉液比为3.0、细粉含量为50%~60%(质量分数)时涂料具有最好的粘度和悬浮性。焙烧温度为1 500℃、保温4h时,复合型壳具有最好的抗弯强度。将BaZrO3基复合型壳用于TiNi合金熔模精密铸造时,发现型壳与TiNi合金熔体润湿性差,二者间反应层很薄,说明BaZrO3是较为理想的钛合金精铸的面层材料。     

新型钛精铸用粘结剂及型壳制备工艺的研究

开发研究了一种用于钛合金熔模精铸型壳面层的新型ＬＪ８型粘结剂;叙述了用该粘结剂制备型壳的工艺过程。用这种型壳所浇注出的钛铸件表面粗糙度为Ｒａ２６μｍ,污染层厚度为３０μｍ以下,实际浇注试验表明,所研制的新型粘结剂完全适用于钛合金熔模精密铸造。     

钛镍合金连续铸造装置

在自行研制的钛合金连铸装置上进行钛镍合金的连续铸造实验,在感应加热下使用氧化钙坩埚和氮化硼结晶器内衬,通过调整各项工艺参数,实现连续铸造.结果表明:在氩气保护气氛下,高频感应加热器保温输出功率为8kW,钛镍合金熔体温度为1400℃,引锭杆位置在感应线圈以下40mm处,引锭杆的牵引速度为8mm/min,冷却水温度为室温,钛镍连铸棒坯的直径为10mm可以拉出表面光洁的连铸棒坯.     

液钛与氧化锆陶瓷型壳的相互作用

借助于Ｘ射线衍射、电子探针和扫描电镜等测试手段,研究了液钛与氧化锆陶瓷型壳的相互作用。结果表明,界面反应一方面基于型壳中的ＺｒＯ２分解和Ｚｒ,Ｏ原子向钛基体的扩散,形成ＣａＺｒＴｉ２Ｏ７相;另一方面液钛也向氧化锆型壳中扩散,形成Ｃａ２Ｚｒ５Ｔｉ２Ｏ１６相。阐述了液钛与氧化锆陶瓷型壳相互作用的双向扩散机制。指出降低浇注温度可减弱钛与型壳的界面反应。     

钛合金金属型铸造工艺研究

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。     

AMT对醋酸锆氧化钇型壳及钛污染层的影响

研究了添加偏钨酸铵(AMT)对醋酸锆氧化钇浆料粘度的影响,大气焙烧AMT的相变及对应型壳焙烧前后强度及耐磨性能,真空离心浇注钛合金后所得反应层的形貌、物相及元素分布。研究认为添加AMT能够提高浆料粘度,增加型壳常温强度及耐磨性,减少制备及脱蜡过程对型壳的破坏;大气环境下焙烧,W元素将以钇钨氧化物存在,不起阻化作用,但不会与钛合金发生反应。     

BaZrO_3基型壳制备及其与钛合金熔体的界面反应

使用新型耐火材料BaZrO3作为面层、以EC95作为背层制成钛合金精密铸造用复合型壳,型壳的面层浆料是由粗粉(-200+325目)和细粉(-325目)按照质量比为1∶1级配而成的BaZrO_3,经1 500℃下烧结4h,型壳表面光滑,没有明显裂纹。用光学显微镜和扫描电镜分析了BaZrO_3与钛合金的界面反应,用显微硬度仪测出界面处的α硬化层厚度。结果表明,在钛合金熔体靠近型壳的界面处没有出现明显的反应层,不存在明显的元素扩散,但存在深度为60~80μm的硬化层。     

有利于钛铝合金增压涡轮可靠性的铸造组织

试验研究了既保证钛铝合金涡轮叶片成形又能形成择优取向层片组织的型壳预热温度范围,并用铸造板片模拟叶片组织,通过测试抗弯强度和缺口拉伸性能对其可靠性进行评价.结果表明,在一定的浇注熔体温度下,型壳预热温度在400～600℃,钛铝合金涡轮既能充型完整,又能保证叶片中层片取向平行于表面;模拟板片中形成的有取向层片组织具有更好的抗弯强度,有利于提高涡轮叶片抗异物冲击的能力;具有择优取向层片组织模拟板片的标准缺口试样的抗拉强度大于光滑试样,说明涡轮叶片抗损伤能力强.     

液钛与陶瓷界面反应的研究

借助电子扫描显微镜、显微硬度计对钛与陶瓷材料高温反应后的形貌、反应层厚度进行分析测量，结果表明，Ｔｉｃ、ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３稳定）、ＺｒＯ２（ＣａＯ稳定）、ＭｇＯ４种型壳面层陶瓷材料与高温钛液均有一定的反应，反应强度依次增加，但都可以作为钛合金熔模精铸型壳面层材料。     

TP-650钛基复合材料中的界面

研究了ＴＰ－６５０钛基复合材料中ＴｉＣ粒子与基体钛合金之间的反应界面。利用ＳＥＭ和ＴＥＭ观察了界面的形态，界面窄而干净，没有发现其它反应产物。用电子能量损失谱仪测量了反应界面内的Ｃ浓度变化，测出了界面层的宽度。Ｃ浓度曲线呈连续变化，没有突变点，可以认为反应界面层主要是ＴｉＣ粒子降解反应引起的Ｃ原子向基体内扩散的失碳层。界面层的宽度随热处理加热温度而变，加热温度越高，界面层越宽。     

生产条件下钛合金熔模铸造温度场测量

在真空密闭、离心旋转、高温等生产条件下熔模铸造钛合金,采用热电偶和采集仪表完成钛合金浇注过程温度场的直接测定。可获得钛合金浇注温度、冷却速度、充型时间和金属液流经整个浇注系统温度损失值等数据,丰富钛合金熔模铸造领域的实测数据,为浇注系统的工艺设计、数值模拟技术参数的确定以及钛合金充型凝固研究提供参考。     

TP-650钛基复合材料中的界面

研究了ＴＰ－６５０钛基复合材料中ＴｉＣ粒子与基体钛合金之间的反应界面。利用ＳＥＭ和ＴＥＭ观察了界面的形态，界面窄而干净，没有发现其它反应产物，用电子能量损失谱仪测量了反应界面的Ｃ浓度变化，测出了界面层的宽度。Ｃ浓度曲线呈连续变化，没有突变点，可以认为反应界面层主要是ＴｉＣ粒子降解反应引起的Ｃ原子向基体内扩散的失碳层，界面层的宽度随热处理加热温度而变，加热温度越高，界面层越宽。     

基于SLS的锆砂砂型与钛合金铸件界面反应研究

以锆砂为原砂材料,Y_2O_3、酚醛树脂为填充材料和粘结剂,采用热法制备覆膜锆砂,选区激光烧结(SLS)快速成形工艺制备锆砂铸型并浇注了钛合金铸件,研究了钛与铸型之间的界面反应。结果表明,采用SLS覆膜锆砂快速制备铸型,选用Y_2O_3制备涂层浇注纯钛可以铸造出轮廓清晰、表面光洁的钛铸件,且界面反应层仅约为3μm;铸件表面氧化层产物为TinO_(2n-1)和TiO_2;O扩散富集固溶层厚度约为1μm,该层生成物为TiO_2。     

颗粒强化钛基复合材料的氧化特性

研究了以ＴｉＣ颗粒增强的钛基复合材料的氧化特性。指出ＴｉＣ增强的钛基复合材料在６５０℃以上高温有着其它耐热钛合金不可比拟的高温抗氧化性能；ＴｉＣ／Ｔｉ的反应界面层有利于氧原子的扩散，使复合材料在６５０℃以下的氧化初期氧化速度较快；但在６５０℃以下经长时间保温，其氧化特性和其它耐热钛合金相似。