钛及钛合金EPS消失模精密铸造技术优化的研究

发布时间：2021-05-22 06:29

　　钛合金精密铸件因具有强度高、抗耐腐蚀性好、加工成本低等优点而广泛应用于工业领域。随着热等静压技术的成功开发,钛合金铸件的生产工艺已经接近了净近成型的水平。2006年,国内某企业首次引进英国EPS消失模精密铸造技术,但该技术在应用过程中存在诸多问题,如铸造缺陷多、铸件表面污染层较厚等问题,这些问题严重制约着EPS消失模精密铸造技术的发展及其在钛合金中的应用。本文针对上述两大类问题展开分析、研究并最终成功应用于生产。通过对型壳面层进行温湿度实验,得出结论:在20℃干燥时,型壳不能完全干透,强度差,但在26℃干燥时过快,容易产生裂纹。实验表明,型壳干燥最佳温度为23±2℃,在该温度区间内进行干燥效果良好,面层质量高。对于湿度而言,湿度低于50%时,面层干燥快,容易起皮脱落,当湿度大于70%时,面层干燥时间显著增加,面层难以干燥。实验表明,最佳干燥湿度为60%。为减少气孔、针孔等缺陷,实验采用以下四个措施:第一,采用底注法进行浇注,该工艺可以保证金属液进入型腔更加平稳,减少紊流;第二,通过严格控制面层制作材料的配比及工艺环境;第三、严格控制真空浇注设备的漏气率;第四、通过铸造模拟软件对浇注过程... 

【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 概述
    1.1 钛铸件在国民经济中的作用
    1.2 国内外铸造技术研究的现状
        1.2.1 铸造技术的国外发展现状
        1.2.2 铸造技术的国内发展现状
    1.3 EPS消失模铸造技术的特点
        1.3.1 EPS消失模铸造技术近净成型材料利用率高
        1.3.2 适合大型铸件的精密铸造
        1.3.3 易于对铸造过程进行模拟仿真
    1.4 钛及钛合金EPS消失模铸造技术现存在的问题
        1.4.1 铸造缺陷多
        1.4.2 铸件表面污染层厚
    1.5 研究的内容
        1.5.1 减少铸造缺陷提高铸件质量
        1.5.2 减少表面污染层的厚度
2 实验设备
    2.1 天然气焙烧炉
    2.2 真空自耗凝壳炉
        2.2.1 设备技术性能、参数
        2.2.2 设备结构
    2.3 热等静压炉
    2.4 扫描电镜
    2.5 本章小结
3 钛及钛合金EPS消失模铸造缺陷研究
    3.1 型壳裂纹、胀壳和型壳强度差等缺陷研究
    3.2 气孔、针孔缺陷
    3.3 铸造工艺设计优化和数值模拟
        3.3.1 三维模型的建立
        3.3.2 模型网格的剖分
        3.3.3 充型过程流程模拟
        3.3.4 主镜框铸件充型过程流场模拟结果及分析
    3.4 本章小结
4 铸件表面沾污层研究
    4.1 模型材料的选择
        4.1.1 面层配浆材料的选择
        4.1.2 面层浆料配制
        4.1.3 面层浆料涂挂和撒砂
    4.2 型壳硬化和干燥
    4.3 预热
    4.4 型壳焙烧
    4.5 型壳清理和烘烤
    4.6 装砂箱
    4.7 真空浇注
    4.8 浇注结果分析对比
    4.9 补焊试验
    4.10 污染层厚度进一步改善
        4.10.1 试验工艺改进
        4.10.2 污染层检测
        4.10.3 酸洗去除铸件表面污染层
    4.11 本章小结
5 铸件组织性能分析
    5.1 扫描电镜分析
    5.2 着色渗透检验
    5.3 尺寸检查
    5.4 化学、力学性能分析
    5.5 X射线检测
    5.6 本章小结
6 结论
参考文献
附录 硕士研究生学习阶段发表论文
致谢



本文编号：3201160