鈦合金具有密度小、比強度高、耐腐蝕、線膨脹系數小以及良好的生物相容性等優點,是一種優良的結構和功能金屬材料,可顯著降低裝備重量,提高裝備壽命及性能,廣泛應用于石油化工、船舶、航空航天等領域。由于鈦的高化學活性,它能與多種物質發生化學反應,導致鑄造難度較大,目前常用于鈦合金鑄造的生產工藝有熔模精密鑄造和機加工石墨型鑄造,其中熔模精密鑄造在蠟模壓制、型殼制備過程中易發生蠟模或型殼變形,影響鑄件的制造尺寸精度,并且生產工藝復雜、工序流程較長;機加工石墨型鑄造的石墨鑄型大多是一次性的,無法重復使用,對于批量鑄件產品的石墨模具需連續制作,石墨鑄型成本高,生產周期也會變長。
隨著鈦合金鑄件產品的應用領域日趨廣泛,對鈦合金鑄件的批量生產能力及交貨周期提出了更高的要求,金屬型鑄造的優點是鑄型模具可以多次重復使用,減少模具多次制造時間,有利于批量生產且鑄模成型周期短,因此有必要開展鈦合金鑄件金屬型鑄造工藝的研究[7]。但由于金屬模具存在導熱系數高、線膨脹系數低、退讓性差的缺點,導致金屬型鑄造工藝生產的鑄件表面易產生流痕、裂紋等缺陷。為了解決這一問題,可以采取在金屬模具上涂刷涂層,既可以調節金屬液的冷卻速度,改善鑄件成型表面質量,又能保護金屬模具,減緩高溫金屬液對模具內腔型壁的沖蝕和熱擊,提高金屬模具的使用壽命。
本項目選擇氧化釔粉體(Y2O3粉)、硅溶膠來配制涂層用的涂料,以金屬型鑄造工藝生產ZTC4鑄件為試驗對象,采取在金屬模具內腔表面涂刷涂層,涂刷厚度約0.2 mm,研究涂層對鈦合金鑄件的表面質量和內部質量的影響,最終為鑄件應用金屬型鑄造工藝進行批量化生產提供技術支撐







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