高温钛合金铸件的研制熔体样品分析图像显微镜
高温钛合金铸件的研制
与普通钛合金相比，600℃长时使用以及600℃以上短时使用的高温钛
合金的熔体与型壳面层间的相互作用更严重，铸造充型能力较差，因此复
杂薄壁铸件的成形较困难。必须根据高温钛合金的铸造性能特点制备专用
氧化物陶瓷型壳，并结合具体铸件的结构确定合适的熔模精密铸造工艺参
数。为降低界面相互作用，高温钛合金铸造用型壳面层耐火材料可以采用
氧化钇。针对高温钛合金充型能力较差的特点，在控制界面影响的同时，
可以采用型壳适当预热、提高型壳透气性、离心浇注等工艺方法来改善铸
件成形能力。
提高型壳透气性的方法主要有两种：一是降低背层型壳厚度；二是提
高型壳的孔隙率。但这两种方法都需以保证型壳强度为前提。钛合金熔模
铸造用型壳的背层胶黏剂多采用硅溶胶，硅溶胶中的Si02含量越高，型壳
的强度就越高。这是因为高Si0，含量的硅溶胶浓度大，硅溶胶能更好地将
耐火材料颗粒包覆，从而提高焙烧前型壳的强度。高温焙烧后，这种凝胶
将转变成更多的硅氧键结构，型壳会获得更高的焙烧后强度。因此，在降
低背层涂挂层数（降低型壳厚度）的同时，采用Si0：含量达到40%的硅溶
胶作粘结剂可有效提高型壳强度。与常用的硅溶胶相比，其湿强度和焙烧
后强度分别提高了约35%和近60%。为进一步提高型壳的湿强度和孔隙率，
在背层型壳中还可添加聚合物。聚合物具有良好的成膜性，起到一定粘结
作用，还可改善硅溶胶在耐火粉料中的分布状态，有利于提高焙烧前型壳
的强度。另外，由于焙烧过程中聚合物的挥发，还能提高型壳孔隙率，达
到进一步改善型壳透气性的目的。采用网格结构的型壳进行浇注表明，上
述型壳制备方法可有效提高高温钛合金的充型能力。
