熔爐鑄件的工藝
釷音金鑄造技術(shù)
鈦合金具有高比強(qiáng)度,已成為現(xiàn)代工業(yè)中重要的結(jié)構(gòu)金屬。 20世紀(jì)50年代,各國高度重視鈦鑄造技術(shù)的研究。經(jīng)過十多年的努力達(dá)到使用階段,鈦合金鑄件在70年代開始生產(chǎn)。鈦精密鑄件已廣泛應(yīng)用于先進(jìn)的飛機(jī),飛機(jī),導(dǎo)彈,化工設(shè)備和其他部件,如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中間體,壓縮機(jī),化學(xué)泵閥門,醫(yī)療班次等。鑄件的壁厚為1.2-2mm,尺寸偏差為0.005mm / mm,表面粗糙度為Ra3.2m。 1992年制造的的鈦鑄造腳輪框架在焊接后為340千克,直徑為1.918米,高度為5 591米。鈦精密鑄件的發(fā)展速度很快,1996年僅在美國的銷量就達(dá)到了3.69億美元。鈦合金在高溫下具有很高的化學(xué)活性,并且?guī)缀跖c所有耐熱材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。殼表面材料的研究是鈦鑄件的關(guān)鍵技術(shù)。石墨殼和鎢表面層用于工業(yè)中。陶瓷外殼,氧化陶瓷外殼。其中,氧化物陶瓷殼是一種很有前景的殼,它有取代石墨殼和鎢陶瓷殼的趨勢(shì)。
鈦鑄造的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是熔模鑄件。目前廣泛用于生產(chǎn)的是真空自耗電爐。它是由鈦合金制成的自耗電極,在水冷銅坩堝之間產(chǎn)生電弧,并通過電弧的熱量熔化電極。為了防止鈦液與空氣中的氧,氮等反應(yīng),熔煉在真空中進(jìn)行。鈦的密度小,金屬靜壓頭小。為了獲得致密的鈦部件,經(jīng)常使用離心鑄造。殼式爐的尺寸大于1噸,可以倒入0.5m×1.5m和超過900kg的鈦鑄件。除真空自耗電極殼爐外,還有真空無耗殼爐,但設(shè)備成本高,投資大,操作維護(hù)困難。真空自備爐和以等離子體和電子為熱源的真空感應(yīng)熔煉爐仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。
定向冷凝技術(shù)
為了提高熔模鑄件的性能,有必要控制結(jié)晶過程,并將凝固技術(shù)引入熔模鑄造生產(chǎn)中。從疲勞損壞的葉片,裂縫發(fā)生并沿著垂直于葉片的主應(yīng)力方向(縱向軸線)的晶界發(fā)展。定向凝固使得葉片獲得平行于軸向的柱狀晶體,消除了橫向晶界。刀片的抗疲勞性大大提高。單晶葉片也可以通過凝固技術(shù)生產(chǎn),性能優(yōu)越?;仡櫄v史,這是從傳統(tǒng)的等軸晶體(EQ)到定向凝固(Ds)柱狀晶體到單晶(sc)的發(fā)展過程。
材料的改進(jìn)和凝固新技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了鑄件的質(zhì)量。由于材料的改進(jìn)和刀片的開發(fā),從傳統(tǒng)的等軸晶體到柱狀晶體,單晶,工作溫度從980°C增加到1 095°C。
定向凝固工藝技術(shù)不斷完善和發(fā)展。為了提高鑄件凝固區(qū)域的有效溫度梯度,該工藝已從功率降低方法PD演變?yōu)楦咚倌谭椒℉RS和液態(tài)金屬冷卻方法LMC。
近年來,隨著定向凝固和大型單晶鑄件需求的急劇增加,其工藝設(shè)備出現(xiàn)了新的問題,需要更多的設(shè)備,并且在鑄造凝固過程中經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)了更高的溫度梯度。殼體加熱和冷卻坑,大型和重型殼體的操作等,DS / SC工藝和設(shè)備不斷發(fā)展。