本文關鍵詞：面層材料對鈦合金熔模精密鑄造型殼性能的影響

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【摘要】：本文針對鈦合金熔模精密鑄造,分別采用國外生產(chǎn)Y2O3、國內(nèi)生產(chǎn)Y2O3、國外生產(chǎn)Zr O2和國外生產(chǎn)Zr O2做涂料耐火材料,選用兩種國產(chǎn)醋酸鋯粘結(jié)劑,分別配制成不同粉液比的涂料,系統(tǒng)研究了面層涂料的流變性、觸變性和懸浮性,確定了優(yōu)化的涂料粉液比,采用不同涂料制備型殼,系統(tǒng)研究了焙燒溫度、焙燒時間對不同涂料型殼的抗彎強度及高溫殘留強度的影響規(guī)律,確定了不同涂料型殼的優(yōu)化焙燒工藝。借助TG、DTA和XRD對醋酸鋯粘結(jié)劑的焙燒過程進行了研究,得出兩種醋酸鋯焙燒時晶相轉(zhuǎn)變完成的溫度分別為880°C和970°C。研究了不同耐火材料和粘結(jié)劑配制的面層涂料的流變性能和觸變性,發(fā)現(xiàn)采用Y2O3耐火材料的面層涂料粘度和觸變性比采用Zr O2耐火材料的面層涂料大,其中國內(nèi)生產(chǎn)Y2O3涂料的粘度最高,而國外生產(chǎn)Zr O2涂料的粘度最低;國內(nèi)生產(chǎn)Zr O2配制的涂料懸浮率最高,而國內(nèi)生產(chǎn)Y2O3配制的涂料懸浮率最低;對于粘結(jié)劑不同的面層涂料,粘結(jié)劑的粘度越大,涂料的粘度和觸變性越大,懸浮性越好。采用Y2O3耐火材料和醋酸鋯粘結(jié)劑配制的面層涂料優(yōu)化的粉液比為2.5:1,鄰面層涂料粉液比為2.3:1;采用Zr O2耐火材料和醋酸鋯粘結(jié)劑配制的面層涂料優(yōu)化的粉液比為3.0:1,鄰面層涂料粉液比為2.7:1。利用TG-DTA熱分析和X射線衍射分析的方法對面層型殼的焙燒過程進行了研究,結(jié)果表明Zr O2涂料面層型殼的失重速率較Y2O3慢,而且焙燒后Zr O2涂料面層型殼生成了Ca0.15Zr0.85O1.85相,Y2O3涂料面層型殼生成了Y4Zr3O12相。復合型殼中Zr O2含量越高,失重速率越慢,焙燒后生成了Zr0.82Y0.18O1.91相。研究表明,采用Zr O2涂料的面層型殼常溫強度和高溫殘留強度均比Y2O3涂料面層型殼高,其中國內(nèi)生產(chǎn)Zr O2涂料面層型殼的強度最高,而國內(nèi)生產(chǎn)Y2O3涂料面層型殼的強度最低;采用1#醋酸鋯粘結(jié)劑涂料面層型殼的強度大于2#醋酸鋯面層型殼的強度;復合型殼中Zr O2含量越高,對應的常溫強度和高溫殘留強度越高。涂料粉液比增加可以提高面層型殼的常溫強度和高溫殘留強度。研究了焙燒溫度和焙燒時間對型殼強度的影響,結(jié)果表明焙燒溫度越高,焙燒時間越長,型殼的強度越高。采用1#醋酸鋯做涂料粘結(jié)劑時,型殼的最佳焙燒工藝為1050°C×2.5h,采用2#醋酸鋯做涂料粘結(jié)劑時,型殼的最佳焙燒工藝為1200°C×2.5h。對澆注鈦合金后的型殼面層形貌和物相組成進行了分析,結(jié)果表明Y2O3涂料面層型殼比較穩(wěn)定,型殼內(nèi)有少量的鈦被氧化,Zr O2涂料面層型殼與鈦合金發(fā)生反應生成了[Ca,Zr,Ti]O2相。
【關鍵詞】：鈦合金 精密鑄造 耐火材料 粘結(jié)劑 型殼
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG249.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義11-12
• 1.2 鈦合金熔模精密鑄造技術研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 熔模精密鑄造技術概論及特點12-13
• 1.2.2 鈦合金熔模精密鑄造技術的應用13-15
• 1.3 鈦合金熔模精密鑄造造型材料的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 石墨耐火材料16
• 1.3.2 難熔金屬粉耐火材料16
• 1.3.3 氧化物陶瓷材料16-17
• 1.3.4 其他耐火材料17
• 1.3.5 粘結(jié)劑17-18
• 1.4 熔模精密鑄造涂料流變性和觸變性的研究18-20
• 1.4.1 涂料的流變性18-19
• 1.4.2 涂料的觸變性19-20
• 1.5 熔模精密鑄造型殼強度性能的研究20-21
• 1.6 主要研究內(nèi)容21-22
• 第2章 實驗材料和實驗方法22-30
• 2.1 氧化物陶瓷型殼材料的制備22-27
• 2.1.1 耐火材料和粘結(jié)劑22-23
• 2.1.2 撒砂用砂的選擇23
• 2.1.3 蠟模的設計和制備23-24
• 2.1.4 涂料的配制24-26
• 2.1.5 制備面層型殼和背層型殼26
• 2.1.6 型殼的脫蠟和焙燒26-27
• 2.2 面層涂料性能的測試27-28
• 2.2.1 耐火材料粒度及形貌27
• 2.2.2 面層涂料密度的測量27
• 2.2.3 測定面層涂料粘度27
• 2.2.4 面層涂料懸浮性的測定27-28
• 2.2.5 面層涂料流變性和觸變性的測定28
• 2.3 組織結(jié)構(gòu)分析和型殼性能的測試28-30
• 2.3.1 型殼抗彎強度的測試28-29
• 2.3.2 面層型殼的TG-DTA熱分析29
• 2.3.3 面層型殼的X射線衍射分析29
• 2.3.4 型殼形貌的觀察29-30
• 第3章 鈦合金熔模精鑄面層涂料的性能30-46
• 3.1 引言30
• 3.2 不同耐火材料的顆粒形貌和粒度分布30-32
• 3.3 粘結(jié)劑焙燒過程的研究32-37
• 3.3.1 1#醋酸鋯焙燒過程的研究33-35
• 3.3.2 2#醋酸鋯焙燒過程的研究35-37
• 3.4 面層涂料的流變性和觸變性37-42
• 3.4.1 不同耐火材料的涂料流變性和觸變性37-39
• 3.4.2 不同粘結(jié)劑的涂料流變性和觸變性39-41
• 3.4.3 不同粉液比的涂料流變性和觸變性41-42
• 3.5 面層涂料的懸浮性42-44
• 3.5.1 不同耐火材料涂料的懸浮性43
• 3.5.2 不同粘結(jié)劑涂料的懸浮性43-44
• 3.5.3 不同粉液比涂料的懸浮性44
• 3.6 涂料流變性能分析44-45
• 3.7 涂料配方的優(yōu)化45
• 3.8 本章小結(jié)45-46
• 第4章 鈦合金熔模鑄造用型殼的性能46-72
• 4.1 引言46
• 4.2 面層型殼的焙燒過程46-54
• 4.2.1 不同耐火材料面層型殼的焙燒過程46-49
• 4.2.2 不同粘結(jié)劑面層型殼的焙燒過程49-51
• 4.2.3 復合面層型殼的焙燒過程51-54
• 4.3 面層型殼強度的研究54-64
• 4.3.1 不同耐火材料對面層型殼強度的影響55-56
• 4.3.2 不同粘結(jié)劑對面層型殼強度的影響56-57
• 4.3.3 復合耐火材料對面層型殼強度的影響57-58
• 4.3.4 粉液比對面層型殼強度的影響58-60
• 4.3.5 焙燒溫度對面層型殼強度的影響60-62
• 4.3.6 焙燒時間對面層型殼強度的影響62-64
• 4.4 背層型殼強度的研究64-66
• 4.4.1 焙燒溫度對背層型殼強度的影響64-66
• 4.4.2 焙燒時間對背層型殼強度的影響66
• 4.5 型殼焙燒工藝優(yōu)化66
• 4.6 澆注實驗與結(jié)果分析66-71
• 4.6.1 型殼表面分析66-68
• 4.6.2 界面反應物相分析68-71
• 4.7 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻74-79
• 致謝79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 肖樹龍;陳玉勇;朱洪艷;田竟;吳寶昌;;大型復雜薄壁鈦合金鑄件熔模精密鑄造研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J];稀有金屬材料與工程;2006年05期

2 孫敏杰;陳玉勇;李寶輝;趙而團;;鈦鋁基合金精鑄用氧化物陶瓷型殼工藝研究[J];航天制造技術;2012年05期

3 陳玉勇;賈q，

本文編號：735143