复合纤维含量对硅溶胶浆料及增强精铸型壳性能的影响

发布时间：2017-10-18 05:14

  本文关键词：复合纤维含量对硅溶胶浆料及增强精铸型壳性能的影响

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【摘要】：熔模精密铸造技术是航空航天高精度复杂结构零部件成形的主要方法之一。硅溶胶型壳具有较高的高温强度,环境污染较小,广泛的应用于熔模精铸制壳工艺,但是型壳强度和透气性存在相互制约的关系。通过加入复合纤维可以同时增强型壳强度和透气性,研究纤维含量对硅溶胶浆料及型壳性能的影响规律,对高质量精铸型壳制备具有一定的理论依据和实际应用价值。本文采用陶瓷和尼龙复合纤维来增强型壳,在硅溶胶浆料加入不同含量的复合纤维,通过超声作用和羟丙基甲基纤维素(HPMC)分散剂对硅溶胶浆料中的复合纤维进行分散,研究了复合纤维含量对硅溶胶浆料涂挂性能及其对增强型壳性能的影响规律,分析了复合纤维对精铸型壳的增强机制,并优化了最佳复合纤维含量及增强型壳的焙烧工艺。实验结果表明,超声作用和HPMC分散剂可有效改善复合纤维在硅溶胶浆料中的分散性,当超声功率为900W时,HPMC含量在0.2%~0.3%之间,纤维分散较均匀;当复合纤维含量在0~0.75%时,随着复合纤维含量的增加,浆料运动粘度逐渐升高,型壳各方向的涂挂厚度增大,型壳拐角处涂挂厚度增加显著,型壳的挂浆质量与复合纤维含量呈指数增加;随着复合纤维含量的增加,型壳透气性逐渐增大,常温及焙烧后强度先增大后减小,当复合纤维含量为0.6%时,型壳常温及焙烧后强度达到最大值,分别为3.64MPa和4.94MPa;建立了复合纤维含量、焙烧温度与型壳焙烧后强度的关系,随着复合纤维含量和焙烧温度的增加,型壳强度先增大后减小,当复合纤维含量为0.6%、焙烧温度为1050℃时,达到最大值。通过超声作用和HPMC分散剂对硅溶胶浆料中的复合纤维进行分散,以及复合纤维含量对硅溶胶浆料涂挂性能的影响研究,得出了复合纤维含量对型壳性能的影响规律,为高熔点复杂结构整体精铸件的生产提供理论指导和技术支撑。
【关键词】：熔模精铸 复合纤维 分散性 涂挂性能 强度和透气性
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG249.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 熔模精铸技术的研究现状9-13
• 1.2.1 熔模精铸技术概论9-10
• 1.2.2 熔模精铸国内外研究进展10-13
• 1.3 硅溶胶在熔模精铸中的应用及发展趋势13-17
• 1.3.1 硅溶胶在熔模精铸中的应用现状13-14
• 1.3.2 硅溶胶型壳的增强及发展趋势14-17
• 1.4 研究目标及主要内容17-18
• 第2章 实验材料及实验方法18-31
• 2.1 实验材料及设备18-20
• 2.1.1 实验材料18-19
• 2.1.2 实验设备19-20
• 2.2 实验方法20-31
• 2.2.1 纤维的表面处理20-21
• 2.2.2 复合纤维分散性的测试实验21-22
• 2.2.3 复合纤维硅溶胶浆料的配制及涂挂性能测试22-24
• 2.2.4 型壳试样的制备24-28
• 2.2.5 型壳试样的性能测试28-29
• 2.2.6 实验工艺路线29-31
• 第3章 复合纤维在硅溶胶浆料中的分散性研究31-38
• 3.1 超声搅拌对复合纤维在硅溶胶中分散性的影响31-33
• 3.2 羟丙基甲基纤维素含量对复合纤维分散性的影响33-35
• 3.3 复合纤维在硅溶胶浆料中分散的微观分析35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 复合纤维含量对硅溶胶浆料涂挂性能的影响38-48
• 4.1 复合纤维含量对硅溶胶浆料运动粘度的影响38-41
• 4.2 复合纤维含量对型壳挂浆质量的影响41-44
• 4.3 复合纤维含量对型壳涂挂厚度的影响44-46
• 4.4 复合纤维含量对型壳表面微观组织的影响46-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第5章 复合纤维含量对硅溶胶型壳性能的影响48-64
• 5.1 复合纤维含量对硅溶胶型壳强度的影响48-59
• 5.1.1 复合纤维含量对型壳常温强度的影响49-52
• 5.1.2 复合纤维含量对型壳高温焙烧后强度的影响52-55
• 5.1.3 复合纤维含量与焙烧温度和型壳强度的关系55-59
• 5.2 复合纤维含量对硅溶胶型壳透气性的影响59-61
• 5.3 复合纤维含量对硅溶胶型壳高温自重变形率的影响61-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第6章 结论与展望64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士期间研究成果及所获奖励70-71
• 致谢71-72

【参考文献】

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1 熊旭;基于SLS快速熔模精铸的尺寸精度及传递规律研究[D];南昌航空大学;2012年

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本文编号：1053126