Ni基高溫合金精密鑄造型殼的制備及其性能.pdf

1、高溫合金鑄件質(zhì)量與所使用的陶瓷型殼性能密切相關(guān)。本文主要研究了陶瓷原料與型殼性能的關(guān)系。陶瓷原料主要涉及了高嶺土和剛玉兩種耐火原料和兩種硅溶膠粘結(jié)劑。型殼性能涉及強度、撓度、透氣性和界面穩(wěn)定性共四個方面。研究了不同條件下的型殼性能變化趨勢和陶瓷原料的物相組成隨溫度的演化規(guī)律、形成機理，探討了建立物相組成與型殼性能的關(guān)系，從而掌握影響型殼強度、撓度、透氣性、界面穩(wěn)定性的影響因素和變化規(guī)律。
　　型殼試樣所使用的關(guān)鍵材料有：FSIII

2、快干型硅溶膠（簡稱 F硅溶膠）和GS30普通硅溶膠（簡稱G硅溶膠）兩種粘結(jié)劑和EC95粉、硅酸鋯粉、剛玉砂、煤系(1＃)和非煤系(2＃)高嶺土五種耐火材料。利用 XRD、DTA分析了高嶺土的物相組成；利用三點彎曲法和高溫自重變形法測定了型殼的抗折強度和撓度，通過XRD和 SEM等方法研究了型殼的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)；利用高溫透氣性設(shè)備對精鑄型殼在不同溫度下的透氣性進行了分析；實驗還研究了多種耐火材料粉末及型殼面層與高溫合金的界面反應(yīng)情況。

3、
　?。?）高嶺土原料中出現(xiàn)了方石英、莫來石、石英相和石英玻璃相，但是在兩種高嶺土中的含量不盡相同。與常溫強度相比，兩種高嶺土型殼的高溫強度均有顯著提高。在高溫下，型殼內(nèi)出現(xiàn)了石英玻璃的晶化轉(zhuǎn)變、方石英轉(zhuǎn)變以及莫來石化反應(yīng)，但不同型殼體系的相變規(guī)律不同。FSIII和GS30兩種硅溶膠對型殼強度的影響不大。這是因為，與原料中的方石英相比，石英玻璃對莫來石的形成有促進作用，進而提高型殼的高溫強度而減小潰散強度。
　?。?）高嶺土

4、型殼在1500℃及以上的溫度下高溫蠕變急劇增加，而EC95型殼在1000-1600℃的溫度范圍內(nèi)變形量上升較為平緩；燒結(jié)后高嶺土型殼會向背層方向而非沿重力方向彎曲直至斷裂。有機物提高了高嶺土型殼的蠕變變形，但對EC95型殼的影響不明顯。這是因為高嶺土型殼與重力相反的蠕變變形由剛玉層與高嶺土層的熱膨脹不匹配導(dǎo)致，且石英玻璃含量越多則高嶺土層的膨脹量越大。EC95型殼的變形是由于型殼中石英玻璃的粘性流動所致。
　?。?）在1000-1

5、400℃時，高溫透氣性隨溫度升高而穩(wěn)定上升，但耐火材料對型殼透氣性的影響不大；在1400℃以上的溫度時，高嶺土型殼的透氣性顯著升高；隨著試驗溫度的升高，EC95型殼的透氣性上升速率先快后慢。無定形二氧化硅可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞⒒蚺cEC95粉反應(yīng)生成莫來石。
　?。?）氧化釔、鋁酸鈷和剛玉粉末與417G合金界面反應(yīng)嚴重。碳化硅和煤系高嶺土不適用于配置型殼面層漿料。EC95粉與硅酸鋯均與合金發(fā)生輕微的界面反應(yīng)，合金與 EC95面層反應(yīng)容易產(chǎn)