· 454 · 应用技术
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FOUNDRY
钛合金金属型铸造工艺研究
姜延亮，刘鸿羽”，马志毅，娄宏伟2
May2016 Vol.65No.5
(1.哈尔滨东安发动机（集团）有限公司，黑龙江哈尔滨150066；2.沈阳铸遗研究所，辽宁沈阳110022)
摘要：对于薄壁钛合金铸件，金属型工艺与石墨型工艺以及陶瓷型工艺相比，在铸型使用寿命、尺寸精度以及工艺操作性上具有一定的优势。文中将金属型与陶瓷涂层结合，探究薄壁钛合金铸件的金属型铸造工艺。试验过程中选择多种金属型材料涂覆陶瓷涂层，研究其与钛液的界面反应，发现涂覆亿稀土涂层的灰铸铁铸型浇注的钛试样表面更加平整，金属型与钛液反应较弱，没有形成明显的反应层，并且在一定程度上阻碍了金属型元素扩散到钛液当中。同时，本试验设计了合理的金属型模具，确定了合理的离心浇注参数，瓷注出了完整的薄壁钛铸件，铸件表面
均无裂纹、冷隔等缺陷，化学成分、力学性能等各项指标均达到了使用要求。关键词：钛合金：金属型；薄壁
中图分类号：TG244.2
文献标识码：A
文章编号：1001-4977（2016）05-0454-05
ResearchofMetalMoldCastingTechniqueforTitanium
JIANG Yan-liang',LIU Hong-yu',MA Zhi-yiz,LOU Hong-wei2
(1. Harbin Dongan Engine Corporation Ltd., Harbin 150066, Heilongjiang, China; 2. Shenyang Research Institute of Foundry
Shenyang 110022, Liaoning, China)
Abstract:For thin-wall titanium alloy casting, compared with graphite mold technology and ceramic mold technology, metal mold technology has some advantages on mould service life, dimensional accuracy and operational process. Combining metal mould and ceramic coating, this paper explores the metal mold casting technology of thin-wall titanium alloy casting, The varieties of metal mold material coated ceramic coating are chose to study the interfacial reactions with titanium liquid. It is found that reactions between metal mold and liquid titanium are weak and no obvious reaction layer is formed. The metal mould is designed for pilot casting and the centrifugal casting parameters are confirmed. Finally, the qualified casting is poured out without crack,
cold lap, the chemical composition, mechanical properties ofcasting meet the technique requirements. Key words: titanium; metal mold; thin-wall
目前按照钛合金铸造过程中所采用的造型工艺不同，钛铸件的成形方法可以分为机加石墨型工艺、捣实石墨型工艺、熔模铸造工艺、金属型工艺等几种工艺技术。对于薄壁钛合金铸件，采用石墨型浇注时，由于石墨本身热导率较高，使得钛液凝固过快，带来排气、充型等困难，铸件内部易出现缩孔、缩松以及气孔等缺陷，甚至导致充型不完整，同时表面也易产生冷隔、微裂纹等缺陷。另外，石墨型在浇注过程中容易损坏，使用寿命普遍较短，不利于钛铸件的批量生产。而采用熔模铸造工艺生产此类薄壁钛合金铸件时，蜡模在模具压制以及型壳涂挂过程中易发生变形，影响铸件的尺寸精度，并且制作工艺较为复杂，成形周期较长。铸铁、铸钢等金属的热导率小于石墨，采用此类金属作为铸型时可以降低铸型的激冷作用，与石墨型相比具有一定的优势。
金属型铸造作为一种较为传统、简单的铸造方式，收稿日期：2016-03-13收到初稿，2016-04-05收到修订稿。
很阜以前并不被看好应用于钛合金铸造，这主要由于常用的金属型材料熔点往往低于钛合金熔点，不利于生产热容量较大的钛铸件，并且存在工艺上的分型困难，很难制造出复杂的钛铸件，因此，机加石墨型铸造工艺以及熔模铸造工艺往往更多地被采用。但近年来，随着钛合金产品的应用领域日趋广泛，对于钛合金铸件的批量生产能力以及力学性能提出了更高的要求。金属型铸造过程所用的铸型可以多次重复使用，使用寿命更长（10～50次），成形周期短，有利于批量生产，而且，由于铸型的冷却作用，增大了铸件的冷却速度，细化了内部组织，有利于铸件力学性能的提高。
钛合金的金属型铸造方法在非复杂钛合金产品领域具有很广阔的应用前景。美国普·惠公司近期的实践已经表明，金属型工艺不仅适用于钛合金铸造，而且与熔模陶瓷型工艺相比，可以降低成本约40%，减少
作者简介：姜延亮（1975-），男，硕士，研究方向为精密铸件成形与加工工艺。E-mail；waitry@126.com 万方数据