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鈦真空壓鑄件技術的介紹

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2016-8-29 19:08:32
真空壓鑄是一項可供鑄件生產廠選用,能提高鑄件質量,降低成本的技術。真空壓鑄和熔模鑄造的TC4合金鑄棒的組織結構和機械性能的對比研究表明,兩種鑄棒在899℃,103MPa的壓力下,2h熱等靜壓處理,然后在834℃下,2h真空退火后,真空壓鑄棒的晶粒尺寸約為100μm,晶粒為任意向的α-β結構,而熔模鑄棒的晶粒尺寸為750μm;真空壓鑄材料的屈服強度(930.79MPa)要比熔模鑄材料的屈服強度(827.37MPa)高約12%,與鍛件、軋制-退火件的屈服強度(896.32MPa)接近;真空壓鑄件的斷裂韌性Kq為142.8MPa與熔模鑄件接近,但要高于退火鍛件的值—87.9MPa/m。
 
從熔模鑄TC4和真空壓鑄料的表面顯微組織來看,熔模鑄件的α層接近375μm,這是由于鈦熔液與在陶瓷鑄模中所存的氧發生了反應。α層很脆,裝貨前在酸浴中進行化學蝕洗可消除,但鑄件尺寸有所減小。真空壓鑄采用帶有水冷銅坩堝的感應殼式熔煉,其澆鑄系統和模具用的都是金屬材。目前采用真空壓鑄法僅能澆鑄一些整體、單面、形狀簡單的鈦鑄件,而熔模鑄造則能鑄造形狀很復雜的鑄件、空心鑄件。另外,真空壓鑄每次最多僅鑄12件,鑄件最大尺寸為61cmx46cmx25cm,最大質量為18KG.可鑄造的鈦合金有TC4,Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn和Alloy C。
 
由于鈦鑄件在航空工業中的應用持續增長,各生產廠家都在致力于尋求能降低生產成本以取代高成本鈦部件的生產方法,尤其是當今世界經濟競爭激烈的情況下更是如此。因此,成本較低,機械性能與鍛件相似的鈦鑄件,不僅可以取代現有的鈦部件,還可以取代其它材料的部件。VDC技術即是為生產高質量、低成本鈦鑄件開發的。其鑄件典型的應用包括飛機機體(如艙壁、剎車裝置、齒輪、鉸鏈等)以及其它航空航天和工業用零部件。
 
壓鑄技術用于生產鋁、鎂、鋅、銅基合金鑄件,在機械制造行業應用已有多年的歷史。這類壓鑄件是在大氣中將金屬熔化,然后在高壓下將金屬熔液注入鑄模中而生產的。鑄件為凈形件或近凈形件,鑄后略加處理或加工就可以得到終形件,該工藝加工周期短,從金屬熔液到凈形件的時間通常不到15s。對鈦壓鑄技術的要求與對傳統合金的完全不同,最重要的是金屬熔化室和鑄模腔必須保持高真空,否則,鑄件氧含量就會增大,不能滿足航空合金的技術條件。真空壓鑄鈦鑄件的方法與標準的壓鑄工藝一樣,只是熔化室/模腔的抽真空時間以及鈦合金的熔化時間要延長.真空壓鑄工藝采用鈦合金單獨裝料,感應殼式熔煉(ISR)。這與壓鑄鋁的連鑄方法相比,其熔化時間要多耗5min。與其它方法如熔模鑄造法相比,真空壓鑄鈦鑄件的工藝簡單,因而成本一般較低。真空壓鑄工藝不需脫臘、去殼及化學清洗,工序減少近一半,相對于熔模鑄造或鍛造工藝,大約可節約30%的費用。由于真空壓鑄的模具直接與熔融鈦液接觸,其使用壽命有所減短,與熔模鑄造法相比其模具部分所占的成本則較大。
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