Ti321钛合金轴箱铸件石墨型铸造工艺研究

目的 研究钛合金高铁轴箱铸件采用石墨铸型工艺时,铸件尺寸、成形及内部质量控制技术。方法 通过对高铁轴箱铸件的结构特点进行分析,针对铸件结构复杂、尺寸比较大、铸件成形比较困难、容易变形的特点,开展了铸型结构设计、铸件尺寸控制技术和铸件成形工艺等方面研究。采用多活块组合的石墨铸型,设计底注开放式浇注系统,利用Procast软件对高铁轴箱铸件的浇注方案进行了模拟分析。选用Ti321合金,设定合理的浇注参数,利用真空自耗电极凝壳炉对铸件进行浇注。结果 铸件成形良好,经过热等静压和后精整后的铸件,铸件内外部冶金质量和性能指标,满足客户标准要求,验证了方案的合理性。结论 铸件的计算机模拟对铸件工艺的设计提供了技术支撑,高铁轴箱铸件采用的石墨型浇注工艺比较合理。     

钛合金泵体铸造工艺研究

本文针对结构复杂的钛合金泵体铸件,进行了铸造工艺研究,采用机加工石墨型铸造工艺方法,通过分体铸造,组焊成型的工艺措施,成功制造出符合图纸尺寸及技术要求的复杂钛合金泵体铸件。     

曲面薄壁钛合金铸件变形工艺控制研究

目的 研究曲面薄壁钛合金铸件变形规律及发生的阶段,提出防止变形的工艺措施。方法 通过对出气管铸件成形过程进行计算机模拟仿真,对蜡模、浇注成形后的铸件、热等静压后的铸件进行扫描拟合,分析了出气管在蜡模压制、铸造成形、热等静压过程中的变形,提出了控制蜡模变形和铸件热等静压过程变形的工艺措施,并进行了试验验证。结果 出气管蜡模在压制和放置过程中,远端浇口连接处发生翘曲变形,变形量约0.5 mm;铸件在无约束的热等静压过程中,发生扭曲变形,变形量约0.5 mm,蜡模变形和热等静压过程变形叠加,导致铸件变形约1 mm。结论 计算机模拟仿真可以有效缩短铸件研制过程,获得优质铸件;增加蜡模胎膜和约束下铸件热等静压,可以有效控制铸件变形,获得合格铸件。     

清洗时间对钛合金铸件荧光渗透检测的影响

在钛合金铸件荧光渗透检测以浸涂方式施加渗透液时,渗透剂去除时的清洗时间对荧光渗透检测结果有重要影响。以不同清洗时间条件下的PSM-5标准试块渗透检测结果为依据,结合不同清洗时间下钛合金铸板的荧光渗透检测实验结果,研究确定了钛合金铸件荧光渗透检测允许最长清洗时间和单次渗透检测最大检测铸件数量。结果表明,为得到可靠的荧光渗透检测结果,在荧光渗透检测系统各参数满足标准要求的前提下,最长清洗时间不宜超过15 min。结合最长清洗时间,确定某铸件进行荧光渗透检测时的单次最大检测数量为20件。对大型复杂结构铸件进行荧光渗透检测时,可通过增加清洗人员数量的方法控制清洗时间,确保荧光渗透检测结果的可靠性。     

钛合金铸件基体火焰烧伤对荧光渗透检测的影响

目的 为钛合金铸件生产过程后续相应工艺改进提供技术支持。方法 分析浇冒口附近反复出现裂纹的原因,对ZTC4和ZTA15两种合金产品进行生产跟踪、工艺试验安排以及切片金相微观组织分析。结果 火焰切割浇冒口后铸件表面出现荧光微裂纹,且目视可见,后期热等静压(HIP)工序铸件表面裂纹依然存在,而且并没有衍生新的裂纹。焊接处理,表面裂纹扩大化,并且呈环形分布。得出铸件基体裂纹产生原因：火焰切割浇冒口使铸件基体烧伤产生裂纹,烧伤部位表面产生富氧α层,导致零件焊接性能差,产生表面开裂。结论 后期通过对产生烧伤裂纹铸件,保证将富氧α层完全去除方式,提高焊接质量,使铸件表面质量满足要求。     

ZT3钛合金环形铸件不同部位的组织和力学性能的研究

研究了采用金属，石墨加工组合型离心铸造工艺成形的ＺＴ３铸钛机匣不同部位的组织和力学性能，研究结果表明，ＺＴ３铸钛机匣的宏观组织，显微组织和力学性能是稳定可靠的，完全满足航空发动机的要求，可长期安全可靠地工作。     

基于数值模拟的杆状钛合金铸件熔模铸造工艺研究

根据杆状钛合金铸件的结构特点,分别采用顺序凝固理论和均衡凝固理论设计浇注系统,并利用数值模拟方法对两种浇注系统进行了仿真,分析了杆状钛合金铸件的温度场、应力场情况,确定了利用均衡凝固理论的铸造方案适合生产该铸件,根据模拟结果,对铸造工艺方案进行优化模拟。采用优化后的铸造工艺方案生产铸件,获得了合格的符合客户需求的杆状钛合金铸件。     

ZTC4钛合金铸件组织晶粒度测定及评估方法研究

目的 针对大型复杂精密钛合金铸件等飞机关键结构件组织和性能的评估,提出了一种ZTC4钛合金铸件组织晶粒度的评估及分析方法。方法 通过对各类钛合金典型铸件的结构复杂性、凝固过程等关键因素进行分析,对铸件组织随机取样、试样制备与试样显示、试样检验、图像自动拼接、晶界描绘、图像处理测量和数据统计分析的组织定量表征方法。结果 确定铸件在取样过程中需要关注的重要因素,如壁面厚度变化、筋板的交接状态、铸型的种类以及浇冒口位置等,建立了反映铸件上性能的取样原则,建立了基于像素统计的组织定量表征方法,涵盖了晶粒最大尺寸、最小尺寸、平均尺寸和晶粒不规则度等指标。结论 该方法可以真实、准确、定量地反映钛合金铸件的显微组织特征,为钛合金铸件的综合评估提供基础数据支撑。     

钛合金铸件的应用及发展

钛合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀性好、线膨胀系数小、高温和低温力学性能优良、生物相容性好等优异性能,既是优质结构材料,又是新型功能材料和重要的生物植入材料,在航空航天、舰船、化工、冶金、汽车、体育和生物医学等领域中均得到了广泛应用。从工业价值、资源寿命和发展前景看,钛合金仅次于铁和铝,被称为“正在崛起的第三金属”;且我国钛资源丰富,占世界钛储量的138．8％,     

一种新型铸型——磷酸盐石墨铸型的研究

用正交试验对磷酸盐石墨铸型进行了成分设计 ,并应用数理统计原理对各因素的影响程度进行了分析 ,确定了磷酸盐石墨铸型的较佳制作工艺。结果表明 ,w (磷酸 ) :w (高铝粉 ) :w (石墨 ) =0 .3 0 :0 .3 0 :0 .70时 ,混制造型后于 60 0℃烘干 40min左右 ,磷酸铝盐石墨铸型具有较好的力学性能 ,其干拉伸强度可达4.67× 10 5Pa、干压缩强度可达 2 2 .2 1× 10 5Pa。高铝粉、磷酸之比的较佳范围值为 0 .8～ 1.0。干拉伸强度(σt)、压缩强度 (σc)与各种因素之间的一次关系分别为 :σc(10 5Pa) =0 .71A(% ) + 0 .47B(% ) + 0 .0 2 2C(℃ ) -0 .11D(min) -2 3 .49,σt(10 5Pa) =0 .165A(% ) + 0 .13 5B(% ) + 0 .0 0 5 1C(℃ ) -0 .0 0 63D(min) -7.419。磷酸盐石墨铸型的耐激冷能力较强     

钛合金精密铸件基准传递形式应用综述

随着钛合金精铸工艺技术的日益提升,钛合金精铸因其低廉的成本以及灵活的制造工艺,特别是针对形状复杂的零件的时候,存在明显的优势,在现代制造业中占据了重要的位置。介绍了目前钛合金精铸件的基准传递形式在制造、检验、机加过程保持一致的重要性。在此基础上,着重综述了基准的作用以及基准的表现形式,对不同基准形式在使用时的优缺点进行了评述。最后,对该方向的研究进展进行了总结,并对其发展前景和主要发展方向进行了展望。     

两种铸造模拟软件在钛合金铸件研制中的应用对比

目的 研究分析两种铸造模拟软件在钛合金铸件模拟方面的差异及准确性。方法 利用华铸CAE和ProCast软件对某钛合金铸件的温度场、流场和缩孔缺陷进行数值模拟。为了验证模拟结果的准确性,进行实际浇注验证实验,并通过X射线探伤,检测缩孔缺陷的位置。结果 华铸CAE网格剖分简单、计算时间快,但是模型边界拟合较差,ProCast软件网格划分复杂、计算时间较长,但是网格可以较好地反映模型形状,模型边界拟合较高。结论 两种软件对温度场的模拟差异不大,凝固顺序基本一致,两种模拟软件的缩孔预测结果和实际缩孔位置吻合性都较好,说明两种数值模拟软件可以很好地预测钛合金铸件内缩孔分布。     

大型钛合金泵体的特种砂型铸造工艺研究

目的 以大型钛合金泵体为研究对象,研究特种砂型铸造工艺。方法 采用铝制模具,以铝矾土混合物为填料进行造型,氧化钇料浆为面层涂料,经高温烧结后制备成大型钛合金泵体铸造用特种砂型铸型,在真空自耗凝壳炉中进行熔炼浇注,并对铸件外观、冶金质量、成分性能及尺寸进行检验测试。结果 用该铸造工艺研制的大型钛合金泵体铸件成型完整,铸件表面光洁度可达到6.3 μm;铸件的化学成分和力学性能可以满足ASTM B367中C3的指标要求;经热等静压后铸件内部质量达到了ASME 1320中7级;荧光检测结果满足ASME B16.34中的标准,铸件尺寸精度可到达CT9级的要求。结论 铸件检测结果表明,该特种砂型铸造工艺可以实现大型钛合金铸件的制造。     

钛合金冶金缺陷实例分析

对在工程实践中遇到的部分钛合金冶金缺陷实例进行了总结分析,并提出了相应的预防解决措施。实例分析结果表明：钛合金冶金缺陷形式主要有硬a缺陷、夹杂物、偏析、孔洞等。这些冶金缺陷主要是在钛合金的真空自耗熔炼过程中形成并遗传下的,且基本上可以通过提高原材料品质和改进熔炼工艺加以控制或消除。     

钛精铸陶瓷型壳的新耐火材料研究

对ＨＲＥＭＯ新型耐火材料的初步研究作了介绍，指出该材料作为一种较廉价的新型耐火材料将有广阔的应用前景。     

真空吸铸条件下充型速度对薄壁铝合金铸件内部质量的影响

研究了薄壁铝合金铸件真空吸铸充型速度对其内部质量的影响,对一种φ200mm×180mm,壁厚为2.6mm的薄壁铸件,分别采用25mm/s,40mm/s和先用25mm/s充型6s,再用40mm/s三种充型速度,用X射线检测铸件的内部质量.结果表明,充型速度为25mm/s时,铸件内部气泡、夹杂缺陷很少,但铸件未成形;充型速度为40mm/s时,铸件成形完整,但内部气泡、夹杂缺陷多;采用先慢后快的充型速度时,铸件成形完整,且铸件内部缺陷很少.