不同配比复合纤维混杂刚玉砂对硅溶胶型壳性能的影响

发布时间：2020-09-01 09:05

　　熔模精密铸造技术是航空航天高精度繁复结构零部件主要的成形方法之一。为了顺应国家战略及精铸市场对产品性能的高要求,解决精铸型壳强度与透气性相互制约问题迫在眉睫。在撒砂材料刚玉砂中混杂PA66和Al_2O_3复合纤维来增强型壳,以PA66纤维为常温增强材料和成孔剂,Al_2O_3纤维为高温增强材料,改善型壳透气性的同时提升型壳强度及抗高温自重变形。研究不同配比复合纤维混杂刚玉砂对硅溶胶型壳性能的影响规律,对制备高质量型壳具有一定的指导作用。本文采用PA66和Al_2O_3复合纤维来增强型壳,在刚玉砂中分别混杂进不同含量的PA66纤维,研究了PA66含量对硅溶胶型壳性能的影响规律,获得最优的PA66纤维混杂量;再将PA66纤维与Al_2O_3纤维以不同配比混合后混杂进刚玉砂中,探讨了复合纤维配比对型壳性能的影响规律,分析了两种纤维对其强化机制。实验结果表明:当PA66纤维含量在0~1.25%时,随着PA66纤维混杂量的增多,型壳透气性和常温抗弯强度逐渐增大,焙烧后抗弯强度先缓慢微弱地增加后骤降;当PA66纤维混杂量为0.75%时,型壳焙烧后抗弯强度为7.941MPa,仅比未混杂纤维时下降了0.024MPa,但其常温抗弯强度、透气性和气孔率分别提高了32.21%、90.91%和13.35%;当复合纤维中Al_2O_3纤维占比在20%~80%变化时,型壳透气性和常温抗弯强度均逐渐减小,焙烧后抗弯强度先增大后骤降,高温自重变形率先减小后增大;当复合纤维中Al_2O_3纤维占比在20%~60%变化时,复合纤维在刚玉砂中主要以单丝态存在,型壳焙烧后抗弯强度逐渐增加至最大值,为10.542MPa,高温自重变形率逐渐降低至最小值,为0.81%,型壳常温抗弯强度和透气性逐渐下降,但均高于未混杂纤维时的强度和透气性;当复合纤维中Al_2O_3纤维占比为80%时,复合纤维将刚玉砂编织成团,型壳焙烧后抗弯强度和透气性均出现骤降,高温自重变形率上升。研究了PA66纤维含量和与Al_2O_3纤维的配比混杂刚玉砂对硅溶胶型壳性能影响规律,优化获得了较合理的高强多孔硅溶胶型壳制备工艺,为高质量繁复结构的高温合金整体精密铸件的生产提供理论指导和技术基础。
【学位单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG249.5
【部分图文】：

型壳,抗弯强度,常温,尺寸

料 804:1、3:2、1:1、2:3、1:40.2~0.3砂料 46 料 24 1壳试样的制备验所需硅溶胶型壳试样要严格按照工厂的制壳工序卡上规定进一层也按照对应的工序卡规定操作：清理浮砂、挂浆、撒砂、行这四道工序后，脱蜡、预焙烧、焙烧就可获得所需一定形状其中使用的原料、干燥过程中自由水挥发、型壳焙烧过程都不的废料也需进行专门回收处理，是一个绿色环保的制壳工艺。尺寸，分别制备测试强度、透气性和高温自重变形率的试样。）型壳试样的结构及尺寸型壳常温及焙烧后抗弯强度，用尺寸为 70mm×22mm×6mm 的所示。

圆柱试样,学位,型壳,尺寸

透气性测试型壳模样的形状与尺寸

自重变形,型壳,蜡模,浆料

15图 2-3 高温自重变形率测试型壳试样的形状与尺寸涂挂浆料能够均匀、平整地涂挂在蜡模上，挂浆前要对蜡模的蜡模清洗液。清洗液一方面去除蜡模上的油渍，另一的表面活性。首先，把压制好的蜡模倒入旋转状态下的复几次这操作，再用冰水洗涤后存入储蜡模间，待用。时，蜡模需完全浸没进一定转动速度的浆料中进行涂挂待浆料表面无气泡且无浆料滴落后，进行撒砂。若提起泡时，轻微抖动蜡模使气泡消失或随流动的浆料滴落；会出现的较大的气泡和未涂挂浆料的地方，则用刷子蘸刷满未涂挂到浆料的地方，并使浆料均匀的涂挂在已挂上。

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