1、大型復雜薄壁鈦合金鑄件熔模 鑄造技術
鈦合金材料成木高,并且通過機械加工、鍛造、焊接等加工方法加工比較困難,特別是對于結構復雜的薄壁構件。而采用 鑄造件技術則可以提高鈦合金材料的利用率,降低成木。通過選擇低成木氧 化物材料制備型殼及采用計算機模擬技術模擬充型過程,可以降低制造成木,并縮短生產周期。
2、熔煉與鑄造設備
鈦在鑄造技術方而的主要進展是發展了冷柑禍加離心澆鑄技術。來,鈦的 鑄造依賴于真空自耗電弧熔煉工藝。這種工藝生產效率低,成木高,限制了鑄件生產能力的提高,難以滿足用戶的需要。為此,法國一家公司了一種 的冷柑禍感應熔煉并進行離心澆注的 鑄造工藝來生產鈦合金鑄件。由于采用了離心澆鑄和隨后的熱等靜壓,鑄件幾乎不存在縮孔和疏松。近年來,冷柑禍熔煉技術也有較大發展,出現了熔煉活性金屬的其它方法,如電子束爐、等離子弧爐、真空感應爐等;也有人在 磁懸浮技術來熔煉活性金屬。所有的熔煉方法都采用了真空及冷柑禍技術。目前正在制造第2代的冷柑禍熔煉爐,可提高熔化能力,縮短熔煉時間,并實現懸浮熔煉。另外,電子束/等離子束冷床爐鈦合金熔煉技術已廣泛應用于 鈦合金熔煉和鑄造過程中。在國內,目前應用較多的是電弧爐,其適應性較強,但熔體質量偏低。電子束爐除高真空帶來的合金元素揮發問題外,其有利方而占主導地位。利用該熔化爐熔煉鈦合金及鈦鋁金屬間化合物時,熔體溫度易于控制,合金成分均勻、準確,間隙元素含量低。金屬與鑄型界而相互作用是影響鑄件質量的因素。熔融的鈦合金具有很高的化學活性,幾乎可以與所有的耐火材料反應,在鑄件表而形成污染層,惡化鑄件的內在和外觀質量。此外,鈦鑄件的其他幾種主要缺陷也都和熔融鈦與鑄型的相互作用有關。因此,而層耐火材料的選擇非常關鍵。目前, 上主要使用惰性氧 化物作為而層型殼材料。
鈦合金鑄件內部的缺陷主要有氣孔、縮孔、縮松、夾雜等。圓盤式腳手架配件氣孔和縮松可在熱等靜壓處理時壓合。氣孔經壓合后一般不會影響鑄件尺寸,但大尺寸的縮松熱等靜壓后表而常出現壓陷,須進行補焊。直徑大于10mm的縮孔很難在熱等靜壓中壓扁焊合,需通過X光檢驗測定縮孔部位后,在熱等靜壓處理前,較好先用機械加工法,挖開這些體積較大的缺陷,然后再進行補焊填充。夾雜是由于澆注時金屬流將部分造型材料卷入金屬流冷卻后形成的。夾雜處容易導致裂紋的產生與擴展。
近來,宇航上的大型薄壁鈦鑄件開始使用在易疲勞、斷裂的部位,這就要求鈦鑄件有 高的質量。因此,對鑄件內的夾雜進行檢測是 的。檢測的方法主要是X射線。但是由于夾雜的密度和鈦合金的密度相差較小并且X射線的穿透 有限,所以X射線只能檢測厚度小于3.75cm薄壁鑄件。對于大型厚壁鑄件卻無能為力。
3、發展趨勢
1)鈦鑄件的生產成本限制了它在宇航工業上的應用數量,因此鈦合金的發展將主要放在如何降低成木上,如使用低成本的造型材料、應用計算機模擬技術等。
2)使用熔模鑄造等鑄造技術生產 大型、 凈型的零件,從而縮短加工及安裝時間。
3)鈦合金鑄件將越來越多地應用在易疲勞斷裂的關鍵部位, 的無損檢測技術將是 的。
4)鈦合金鑄件熔模鑄造充型凝固過程數值模擬技術正向著微觀組織的模擬發展。微觀組織的數值模擬包括納米級、微米級,涉及結晶過程的形核長大、樹枝晶與柱狀晶轉變到金屬基體控制等各方面。