DZ22B高温合金定向叶片粘砂形成机制与抑制措施

采用SEM、EDS等分析手段研究DZ22B合金定向叶片粘砂层的微观形貌与化学组成。结果表明:合金熔体渗入型壳面层孔隙中,包覆部分陶瓷颗粒形成金属-陶瓷状粘砂缺陷;粘砂层主要成分为Al2O3,并含有Cr2O3和HfO2这两种合金熔体与电熔刚玉陶瓷型壳的高温界面反应产物;DZ22B合金定向叶片表面粘砂缺陷的形成机制是以热机械渗透粘砂机制为主;向型壳面层浆料中加入一定量的粘砂抑制剂,可显著改善电熔刚玉型壳面层抗合金熔体渗透性能,经浇注验证,叶片表面光洁无粘砂,呈现出明显的金属光泽。     

定向结晶铸件用电熔刚玉陶瓷壳型

在950～1050℃焙烧的电熔刚玉壳型含有6～8％游离二氧化硅。用此种壳型获得的铸件在表面上有一层难以清除的金属氧化物层。作者采用在面层浆料中加入3％添加剂并在高温(1350℃)下焙烧壳型,可保证在陶瓷中直接形成莫来石。结果,壳型中游离SiO_2含量由7％降至1.4％,相互作用区宽度由200～300μm降低至<20μm。在铸件表面上无金属氧化物层。     

陶瓷型芯用材料及其组织的形成机理

本研究的目的是寻找制造重要铸件的陶瓷型芯的成分和工艺。为保证陶瓷壳型最佳的使用性能,可使用综合粘结剂—耐热有机硅清漆及细弥散碳化硅。这时在焙烧过程中在电熔刚玉颗粒上形成高致密性的细纤维膜状粘结剂。使用结晶石英粉和碳酸钙粉作为粘结剂时,电熔刚玉颗粒被与其烧结的和自身间烧结的石英颗粒所粘结,石英颗粒又形成特殊的骨架而保证了材料强度。     

精铸耐火材料——上店坩土的研究

一、概述精铸型壳的性能是影响铸件质量的主要因素之一。目前国内生产精铸叶片所用型壳一般以硅酸乙酯为粘结剂,以电熔刚玉作耐火材料制作而成。但是刚玉价格昂贵,供不应求。而且由于其中Na_2O含量较高,在1050～1100℃的高温下开始与酸性粘结剂硅酸乙酯中的SiO_2起化学作用,形成Na_2O—Al_2O3—SiO_2三元低熔点液态物质,使型壳高温强度急剧下降,以致经受不住外界压力(液态金属的动、静压力和造型砂的压力)而变形,使叶片增厚或减薄,满足不了无余量叶片铸造的要求。     

熔模精铸壳型用预制粘结剂

近年来研制出一种熔模精铸壳型用新型预制粘结剂ΓС-20З,它是ЗТС-40硅酸乙酯的部分水解溶液。工业生产的ΓС-20З预制粘结剂曾在工厂条件下用于重要的不等轴和定向组织零件的铸造。曾用电熔刚玉微粉及蓝晶石硅线石精矿粉为基,每层壳型撒有粒状电熔刚玉的铸型,在真空中无支撑填料浇注高温合金。在所有情况下,新壳型的质量均优于ЗТС-40硅酸乙酯批生产工艺制造的壳型。     

DD6单晶高温合金与陶瓷型壳的界面反应

采用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱等分析手段研究了DD6单晶合金与陶瓷型壳的界面反应。结果表明:DD6高温合金与陶瓷型壳的界面反应产物主要是Al2O3和Hf O2,同时伴随着少量Ta元素的析出;界面反应层的厚度为5~6μm,反应产物在合金/型壳界面的富集,能够抑制氧化反应的进一步进行;高温下DD6合金与陶瓷型壳润湿角为145~150°,降低型壳内表面的气孔率能够减少毛细作用的产生,从而有效抑制界面反应的产生。     

K4169合金整体导向环精铸技术及热处理工艺研究

介绍了K4169合金整体导向环铸件的研制过程与方法。研究获得了整体导向环铸件陶瓷型芯、蜡模和型壳制备、真空熔炼浇注工艺。针对K4169铸造高温合金偏析严重的特点，研究出了一种新的低成本的热处理制度：1150℃／4h，AC＋1095℃／2h，AC＋955℃／1h，AC＋720℃／8h，以56℃／h冷却到620℃／8h，AC。采用该热处理制度处理的K4169合金，力学性能优于采用航标规定的热处理制度处理的。重点分析了K4169合金铸件组织偏析产生的原因，并提出了解决措施。所研制的整体导向环铸件，其冶金质量、化学成分和力学性能满足铸件技术条件的规定。     

提高铝合金陶瓷型壳熔模精铸件质量的技术途径和方法

根据近年来铝合金陶瓷型壳熔模精密铸造技术的最新进展,就熔模、水溶性石膏型芯和陶瓷型芯,陶瓷型壳、铝合金熔炼,合金液充填和凝固等几个主要环节,论述了提高铝合金陶瓷型壳熔模精铸件质量的技术途径和方法。     

精铸叶片表面蚁点与龟裂的消除

1.条件 0273整流叶片精铸特点是形状较简单,尺寸不大。最长不到90mm,壁厚不小于3mm。所用合金为Crl7Ni2,中频熔炼。每炉浇注合格率为40％～60％。型壳材料采用硅酸乙酯,刚玉砂涂料。刚玉砂不仅价格较贵,而且来源紧张,型壳强度稍低。 为提高型壳强度,降低成本,我们曾设想全部型壳采用铝矾土砂取代刚玉砂。经使用效果不太理想,浇注后的零件表面常存在下列问题:(1)表面出现大量的蚁点;(2)表面和R转接处常有大量的龟裂和细小裂纹。 2.蚁点 叶片在浇注脱壳后,表面出现不规则的一薄层颜色较深的氧化皮,似白蚁爬过一般。较严重的蚁点发白带银灰色,经吹砂后,常显出0.2～0.5mm深的缺陷,萤光检验多数不能通过。凡带蚁点的零件80％～90％报废。 3.龟裂     

熔模铸造型壳中的“茸毛”

在熔模铸造生产中,采用硅酸乙酯水解液作为粘结剂的多层型壳,经过焙烧后的型壳工作表面有时产生白色片状或絮状的“茸毛”(见图1)。具有“茸毛”的型壳浇注合金后,在铸件表面上产生密集的细小沟槽,一     

ZGCr17Ni2钢熔模精密铸件的黑斑

一、前言在熔模精密铸件生产中,ZGCr17Ni2不锈钢铸件的表面会产生一种特殊的缺陷,即表面生成黑色的斑点,俗称黑斑。本文对黑斑的组成及其生成过程,黑斑消除的方法及我厂所采取的工艺作初步的总结。 ZGCr17Ni2钢的化学成份为:C:0.05～0.12％,Si:0.80～1.5％,Mn:0.30～0.80％,Cr:15.0～18.0％,Ni:2.8～3.8％。合金在150公斤碱性中频感应电炉中熔炼,用铝及硅钙进行脱氧。壳型为硅酸     

宇航熔模铸造技术的发展

本文评述了近年来国内外宇航熔模铸造技术的发展概况,内容包括:熔模铸件市场情况,铸造涡轮叶片发展过程、定向凝固及单晶技术、整铸涡轮转子、大型结构铸件、钛合金精铸件、陶瓷壳型及型芯工艺以及熔模铸造新技术。     

用石墨型铸造滚焊机滚盘

用石墨型代替金属型铸造铬青铜滚盘的特点是吸热快,散热快,铸件冷却快。能使铸件顺序凝固,细化晶粒,机械性能显著提高。石墨型制作方便,铸件表面光滑,脱模方便。石墨型与金属型相比,重量轻,表而光洁度高(▽4～▽5)。石墨型的浇注系统比较简单,可节约金属,提高金属利用率。石墨型设计中最重要的     

高温结构陶瓷和复合材料及其在航空发动机上的应用

结构陶瓷具有耐高温、低密度、良好的高温抗氧化性、抗腐蚀性和耐磨性。与高温合金相比,结构陶瓷的使用温度提高了约400℃,在非冷却情况下工作温度可达1600℃;密度仅为高温合金的40％,相同体积的零部件可减轻重量约60％,特别对高速转子可大大减轻离心负荷;使用陶瓷还可因减少或取消冷却系统而简化结构,使发动机紧凑;节省高温台金中镍、铬和钻等战略金属。为提高航空发动机的推重比和降低燃料消耗,提高发动机的涡轮前温度是关键,如推重比10一级发动机涡轮前温度为1500℃以上,而目前高温台金和金属间化物最高使用温度不到1200℃,…     

精铸空心叶片的变形及解决办法

前言现代航空发动机的涡轮叶片、导向器叶片通常是采用熔模铸造工艺生产的。目前,随着熔模铸造工艺技术的提高,可以生产出叶片型面不进行加工而只须稍经打磨修整即可装机使用的无余量精铸叶片。随着叶片空冷技术的发展,要求铸造叶片具有复杂的形状和尺寸精确的空心内腔,这就要求变形愈小愈好。采用硅酸乙酯粘结剂和刚玉作为耐火材料的多层型壳熔模铸造生产工艺,在不填砂的条件下,使浇注后的叶片铸件凝固冷却速度加快     

烧结温度对氧化铝基陶瓷型壳显微组织及力学行为的影响

采用选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)快速制备高温合金叶片用氧化铝基陶瓷型壳初坯,并结合高温烧结(high-temperature sintering)进一步提高陶瓷型壳的力学性能。研究不同烧结温度(1450～1600℃)对氧化铝基陶瓷型壳的抗弯强度的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析型壳的物相组成、断口微观形貌。结果表明:采用选择性激光烧结+高温烧结技术可快速高效地制备力学性能满足要求的陶瓷型壳,随着烧结温度从1450℃升高到1600℃,型壳的室温平均抗弯强度增大,并在1600℃时达到38.03 MPa;型壳的主要强化相为柱状莫来石相,且随烧结温度升高,型壳中莫来石相含量增加,石英相含量降低,方石英相含量先增加后有所降低;裂纹扩展形式从缓慢扩展转变为迅速扩展并引发瞬断,断口由撕裂状演变为平齐小断面,断裂方式由主要沿晶断裂向穿晶断裂转变,裂纹倾向于向晶内莫来石扩展。     

高Cr铸造镍基高温合金K4648与陶瓷型芯的界面反应研究

采用金相显微镜、扫描电镜及能谱、电子探针和X射线衍射对高Cr铸造镍基高温合金K4648等轴晶和定向凝固铸件的合金/陶瓷型芯界面反应进行了系统研究,获得反应时间与反应量关系的界面反应动力学曲线、不同反应时间的反应界面形貌及产物的种类。结果表明:高Cr铸造镍基高温合金K4648与铝基型芯不易发生反应,而与硅基陶瓷型芯发生剧烈的界面反应,反应产生金属瘤状凸起物,造成铸件内腔破坏。此外,白色的硅基型芯内部变成黑色,黑色反应区内含有一定量的Cr,Al,Ti元素。在反应的中、后期型芯黑色反应区内还存在着灰色区,该区的Cr,Al,Ti含量远高于黑色反应区。高Cr铸造镍基高温合金K4648合金与硅基陶瓷型芯反应分为:(1)富Cr,Al,Ti熔体向型芯内的渗入阶段;(2)富Cr,Al,Ti熔体与陶瓷型芯SiO2基体的反应;(3)富Cr,Al,Ti的熔体与型芯中Zr-SiO4颗粒反应三个阶段。反应过程中型芯存在局部液化现象。K4648合金/硅基陶瓷型界面反应产物主要为层状或树枝状Al2O3,块状Cr3Si金属间化合物、ZrO2,富Cr,Zr,Al,Ti的复合氧化物、共晶形态的富Cr,Si,Al,Ti的复合氧化物、块状或树枝状的富Ti,Al,Zr,Cr复合氧化物。反应产物中的Cr,Al,Ti元素来自合金熔体而Zr,Si,O来自陶瓷型芯。     

熔模铸造空心涡轮叶片的断芯及解决措施

近代航空工业生产的喷气发动机,为了提高涡轮前进口温度,单纯的依靠提高涡轮叶片材料的耐热性能已经满足不了近代高性能发动机的要求,因为材料本身耐热性能的潜力已经不大。目前,空冷技术已在国内外的涡轮叶片和导向叶片上得到了广泛的采用,它可以使涡轮前进口温度至少提高120℃以上,从而提高了发动机的推力。采用石英玻璃型芯(以下简称型芯)形成的精铸涡轮叶片孔型就是一种新的冷却方式。由于型芯做成复杂异型孔形较困难,一般采用断面为圆形或椭圆形较多,圆形型芯直径达φ0.8～φ1.0毫米已经在国内用于批生产。在精铸涡轮叶片批生产中,直径为中φ1.0毫米的型芯往往在型壳和铸件中产生断芯,断芯位置在靠近转角R处。断芯与型芯材料、模具结构、模料、制壳工艺、铸件的凝固等因素有关系,经过试验和多年批生产实践已经掌握了断芯规律和解决方法,从而稳定了批生产质量,型壳断芯率由试制初期的70％以上降到10％以下,铸件中的断芯已基本消除。     

低压涡轮叶片定向凝固铸件的质量控制

低压涡轮叶片定向凝固铸件质量受多种因素的制约，本文叙述了型壳制造、熔铸工艺对定向凝固涡轮叶片质量的影响，介绍了适合ＤＺ４合金定向凝固叶片的工艺规程及质量控制。     

钼合金电鍍試驗小結

前言钼合金是一种耐高温材料,但在空气中于650℃以上即强烈氧化,生成易升华的氧化物。为解决高温防氧化问题,国内外曾对钼合金的表面防护作过许多研究。钼合金的工作温度在1100～1200℃时,一般采用铬、镍等多层电镀层。在1300～1400℃时采用陶瓷涂层和硅化物涂层。因钼与铬具有相似的热膨胀系数,因而在镀(涂)多层镀(涂)层时,常以铬层作底层。根据设计部门提出