纤维含量对精铸硅溶胶浆料涂挂特性的影响

采用添加尼龙纤维配制硅溶胶浆料并制备硅溶胶型壳,测试浆料的运动粘度、型壳的挂浆品质及涂挂厚度,研究纤维含量对浆料涂挂性能的影响。结果表明,随着纤维含量的增大,型壳各层浆料的运动粘度均随之增大,增加面层浆料的纤维量明显增大浆料的运动粘度;随纤维含量的增大,型壳的挂浆质量与涂挂厚度均随之增大,其长、宽、高、拐角线方向的涂挂厚度变化差异,当纤维含量达到0.75%时,型壳各方向的涂挂厚度比未加纤维增大0.70~0.75 mm。     

纤维含量对精铸硅溶胶浆料涂挂特性的影响

采用添加尼龙纤维配制硅溶胶浆料并制备硅溶胶型壳,测试浆料的运动粘度、型壳的挂浆品质及涂挂厚度,研究纤维含量对浆料涂挂性能的影响。结果表明,随着纤维含量的增大,型壳各层浆料的运动粘度均随之增大,增加面层浆料的纤维量明显增大浆料的运动粘度;随纤维含量的增大,型壳的挂浆质量与涂挂厚度均随之增大,其长、宽、高、拐角线方向的涂挂厚度变化差异,当纤维含量达到0.75%时,型壳各方向的涂挂厚度比未加纤维增大0.70~0.75 mm。     

硅溶胶型壳经高温作用后的形态和强度变化

研究对比了经900~1600℃高温焙烧后,硅溶胶型壳表面形态及残留强度的变化情况,分析认为耐火材料中氧化物杂质的存在对型壳表面形态的变化起重要作用。元素Fe、Mg、Ca、Na、K等在高温焙烧中与Al2O3、SiO2反应生成低熔点物质,导致型壳表面形态的变化,并可能引起型壳高温软化。为保证型壳具有高的表面质量和良好的脱壳性,减少浇注过程中高温软化发生的可能性,应严格控制型壳中有害杂质元素的含量。经900~1200℃焙烧后硅溶胶型壳残留强度基本稳定;经1200~1500℃焙烧由于二次莫来石化反应和碱性氧化物杂质的作用,型壳残留强度增高,可能发生高温软化;经1500℃以上焙烧时型壳已处于再结晶阶段,残留强度显著增加,脱壳性变差。     

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。     

粉料的粒度分布对TiAl合金熔模精密铸造用氧化锆陶瓷型壳性能的影响(英文)

研究粉料的粒度分布对TiAl合金熔模精密铸造用氧化锆陶瓷性能的影响。对粉料粒度分布、粉末形貌、浆料黏度、型壳抗弯强度和断裂形貌之间的关系进行研究;通过测量氧化锆粉末和粘结剂构成的浆料的黏度来考察粉末粒度分布对浆料黏的影响;对不同粒度分布氧化锆陶瓷型壳断口形貌进行观察。结果表明:粉料粒度分布对未焙烧和焙烧后氧化锆陶瓷型壳的强度影响行为相似;粉料粒度分布对氧化锆陶瓷型壳的质量能产生很大的影响并进而影响到熔模精密铸造制备TiAl合金构件的质量。     

磷酸盐自硬芯料用于熔模型壳填充的研究

研究了用JX和JXR系列浇注成形磷酸盐自硬芯料填充型壳狭窄空腔的工艺。进行了浆料流动性和悬浮稳定性、填充料焙烧后强度、高温稳定性及残余强度测试;对比了JX-2、JXR-2芯料和针对填充用途优化的JXR-3芯料性能。结果表明,在满足浆料高流动性条件下,JXR-3的性能优于JX-2和JXR-2,具有足够的工作时间和悬浮稳定性、较高的焙烧后强度和高温稳定性。对比研究了水、硅溶胶和磷酸溶液3种浆料混合液体,结果表明,硅溶胶的效果最优。铸件浇注试验表明,JXR-3浆料能够方便地用于型壳狭窄空腔填充,成功地避免了铸件内腔的夹铁和鼓胀缺陷。     

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。     

短切纤维对硅溶胶浆料涂挂性能的影响

采用不同比例的短切纤维掺入硅溶胶中配制熔模铸造浆料,按一定工艺涂挂型壳试样,研究了纤维含量对硅溶胶浆料运动粘度、挂浆质量及涂挂厚度的影响。结果表明,随着纤维量的增加,浆料运动粘度随之升高,双峰级配降低了浆料运动粘度;在一定范围内,随纤维量的增加,型壳试样挂浆质量呈指数形式增加,涂挂型壳试样各方向的厚度随之均增加,拐角线方向的涂挂厚度变化最大。纤维含量为0.75%时,涂挂厚度增加了0.13mm。     

复合纤维含量对精铸硅溶胶型壳强度及透气性的影响

采用陶瓷和尼龙复合纤维增强熔模精铸硅溶胶型壳,通过测试与分析复合纤维增强硅溶胶型壳的常温及焙烧后强度和透气性,研究复合纤维含量对硅溶胶型壳强度和透气性的影响规律,确定复合纤维含量与焙烧温度和型壳强度的关系,并通过SEM对型壳试样断口形貌进行观察和分析。结果表明:复合纤维对硅溶胶型壳强度和透气性的影响显著,当复合纤维含量小于0.6%(质量分数)时,硅溶胶型壳强度和透气性同时增大;当复合纤维含量大于0.6%时,型壳常温及焙烧后强度开始减小,焙烧后基体中孔隙率增加,型壳透气性继续增大;当复合纤维含量为0.6%、焙烧温度为1050℃时,型壳焙烧后强度达到最大值。     

短切玻璃纤维增强硅溶胶型壳强度的研究

为提高硅溶胶型壳的强度,采用短切玻璃纤维来增强型壳。在型壳背层中加入一定量2mm长的短切玻璃纤维制备型壳,研究了不同纤维加入量下型壳湿强度和焙烧后强度的变化规律。结果表明,与未添加纤维试样相比,加入纤维后,型壳的湿强度显著提高。加入量为0.6%(占耐火粉料)时,型壳试样的湿强度达到2.991MPa,提高了15.75%,增强效果显著,而型壳焙烧后试样强度无明显变化。试样断口扫描分析发现,焙烧后,玻璃纤维部分熔融或熔蚀,增强作用降低或消失。     

钛合金熔模铸造型壳制备技术研究现状

熔模铸造技术已成为钛合金铸造技术中最为常用的铸造方法。本文针对钛合金熔模铸造型壳的制备,较全面地介绍了常用的耐火材料和粘结剂的研究现状,论述了涂料的配制、型壳的干燥、型壳的焙烧对型壳质量的影响。     

降低硅酸乙酯—煤矸石型壳残留强度的试验研究

研究了在硅酸乙酯水解液中添加一种有机粘合剂对硅酸乙酯煤矸石粉涂料工艺性能(流杯粘度、比重、悬浮稳定性)和型壳强度的影响。结果表明,水解液中加入有机粘合剂可以降低型壳残留强度和高温强度,对常温强度无明显影响;涂料粘度增加,粉液比降低,涂料工艺性能改善。当加入量为水解液总量的12%、粉液比为1.0～1.3:1.0时,涂料能很好满足制壳要求,型壳内表面光洁;同时,型壳残留强度下降约50%,高温强度下降约30%,完全适合铝合金精铸生产。     

玻璃纤维对陶瓷浆料的流动性及铸型强度的影响

研究了在陶瓷浆料中加入玻璃纤维对浆料粘度及陶瓷坯体抗拉强度的影响。选择的陶瓷坯体以石英砂、硅溶胶为主要原料,玻璃纤维的直径为16μm,长度为1～3mm。结果表明,在陶瓷型中加入一定量的玻璃纤维后,陶瓷型的抗拉强度会升高;在焙烧温度为400℃时,在一定范围内,随着玻璃纤维增加,陶瓷型抗拉强度呈线性增加,从0.175MPa增加至0.221MPa,陶瓷浆料的粘度也会呈指数形式增大。     

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。     

级配改善钛合金精密铸造型壳质量

结合几种级配原理和目前级配工艺在生产中研究现状,提出实用的级配模型并制定适宜的钛合金精密铸造的级配浆料工艺:利用这一工艺,按照实际条件制备试样,并与未级配方案制备出的试样进行比较.结果表明,利用级配方法制备出的浆料性能更稳定,流动性更好,所制备出的型壳表面质量较好,并且与钛合金的反应程度较低,更加利于高质量的钛合金精铸件的生产.     

国外钛和钛合金熔模精铸涂料浆的研究和发展

钛和钛合金的熔模精铸陶瓷型壳是以化学方式将粘结剂与耐火材料混合制成涂料浆,然后焙烧而成.在型壳制备中涂料浆是非常关键的部分.本文较全面地介绍了国外在铸造钛和钛合金涂料方面的研究现状,并对其发展趋势进行了简要的展望.     

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.     

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——氮化硼基复合型壳,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1600℃)的情况下,这种型壳与钛镍合金也反应较小,铸件表面反应层仅为几个μm。氮化硼基复合型壳,在浇注温度较低的情况下,有望成为氧化钇、氧化锆或钨粉等钛合金熔模精密型壳面层材料的替代品。     

Replicast CS法用超薄高强度型壳的研究

系统研究了影响硅溶胶型壳强度的因素,提出了制备超薄高强度型壳的方案和工艺参数。由于模型直接放入高温炉内会急剧气化,易使型壳开裂,本文研究了三种避免型壳焙烧开裂的脱模工艺,提出低温脱模、高温焙烧的工艺是可行的。     

熔模铸造加固层型壳强度性能的研究

采用硅溶胶、硅酸乙酯水解液分别与刚玉、铝矾土、煤矸石等耐火材料制备加固层型壳抗弯强度试样,试样采用不同的干燥硬化工艺并经1000℃焙烧冷却至室温后,测试其常温抗弯强度。研究结果表明:粘结剂、耐火材料及干燥硬化工艺均影响型壳强度。粘结剂中二氧化硅含量越高型壳强度越高,耐火材料的刚玉相含量越高型壳强度越高,型壳采用化学干燥硬化导致强度降低。