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鋁鈦合金型材的真空壓鑄技術

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2015-6-19 13:34:01
鈦合金型材即在工業純鈦中加入合金元素,以提高鈦的強度,鈦合金導熱系數低,僅是鋼的1/4,鋁的1/13,銅的1/25。鈦合金可分三種:a鈦合金,b鈦合金和a+b鈦合金。ab鈦合金是由a和b雙相組成,這類合金組織穩定,高溫變形性能、韌性、塑性較好,能進行淬火、時效處理,使合金強化。鈦合金的性能特點主要表現在:
1.比強度高。鋁鈦合金型材密度小(4.4kg/dm3)重量輕,但其比強度卻大于超高強度鋼。
2.熱強性高。鋁鈦合金型材的熱穩定性好,在300~500℃條件下,其強度約比鋁合金高10倍。
3.化學活性大。鈦可與空氣中的氧、氮、一氧化碳、水蒸氣等物質產生強烈的化學反應,在表面形成TiC及TiN硬化層。
4.導熱性差。鈦合金導熱性差,鈦合金TC4在200℃時的熱導率l=16.8W/m·℃,導熱系數是0.036卡/厘米·秒·℃。
 
由于鈦鑄件在航空工業中的應用持續增長,www.dtjoud.co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。
 
真空壓鑄和熔模鑄造的Ti-6Al-4V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。
 
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。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。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。
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