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铝钛合金型材的真空压铸技术

来源:钛板,钛棒,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2015-6-19 13:34:01
钛合金型材即在工业纯钛中加入合金元素,以提高钛的强度,钛合金导热系数低,仅是钢的1/4,铝的1/13,铜的1/25。钛合金可分三种:a钛合金,b钛合金和a+b钛合金。ab钛合金是由a和b双相组成,这类合金组织稳定,高温变形性能、韧性、塑性较好,能进行淬火、时效处理,使合金强化。钛合金的性能特点主要表现在:
1.比强度高。铝钛合金型材密度小(4.4kg/dm3)重量轻,但其比强度却大于超高强度钢。
2.热强性高。铝钛合金型材的热稳定性好,在300~500℃条件下,其强度约比铝合金高10倍。
3.化学活性大。钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生强烈的化学反应,在表面形成TiC及TiN硬化层。
4.导热性差。钛合金导热性差,钛合金TC4在200℃时的热导率l=16.8W/m·℃,导热系数是0.036卡/厘米·秒·℃。
 
由于钛铸件在航空工业中的应用持续增长,www.hvw00.com都在致力于寻求能降低生产成本以取代高成本钛部件的生产方法,尤其是当今世界经济竞争激烈的情况下更是如此。因此,成本较低,机械性能与锻件相似的钛铸件,不仅可以取代现有的钛部件,还可以取代其它材料的部件。VDC技术即是为生产高质量、低成本钛铸件开发的。其铸件典型的应用包括飞机机体(如舱壁、刹车装置、齿轮、铰链等)以及其它航空航天和工业用零部件。
 
真空压铸和熔模铸造的Ti-6Al-4V合金铸棒的组织结构和机械性能的对比研究表明,两种铸棒在899℃,103MPa的压力下,2h热等静压处理,然后在834℃下,2h真空退火后,真空压铸棒的晶粒尺寸约为100μm,晶粒为任意向的α-β结构,而熔模铸棒的晶粒尺寸为750μm;真空压铸材料的屈服强度(930.79MPa)要比熔模铸材料的屈服强度(827.37MPa)高约12%,与锻件、轧制-退火件的屈服强度(896.32MPa)接近;真空压铸件的断裂韧性Kq为142.8MPa;与熔模铸件接近,但要高于退火锻件的值87.9MPa/m。
 
压铸技术用于生产铝、镁、锌、铜基合金铸件,在机械制造行业应用已有多年的历史。这类压铸件是在大气中将金属熔化,然后在高压下将金属熔液注入铸模中而生产的。铸件为净形件或近净形件,铸后略加处理或加工就可以得到终形件,该工艺加工周期短,从金属熔液到净形件的时间通常不到15s。对钛压铸技术的要求与对传统合金的完全不同,最重要的是金属熔化室和铸模腔必须保持高真空,否则,铸件氧含量就会增大,不能满足航空合金的技术条件。真空压铸钛铸件的方法与标准的压铸工艺一样,只是熔化室/模腔的抽真空时间以及钛合金的熔化时间要延长.真空压铸工艺采用钛合金单独装料,感应壳式熔炼。这与压铸铝的连铸方法相比,其熔化时间要多耗5min。
 
与其它方法如熔模铸造法相比,真空压铸钛铸件的工艺简单,因而成本一般较低。真空压铸工艺不需脱腊、去壳及化学清洗,工序减少近一半,相对于熔模铸造或锻造工艺,大约可节约30%的费用。由于真空压铸的模具直接与熔融钛液接触,其使用寿命有所减短,与熔模铸造法相比其模具部分所占的成本则较大。目前采用真空压铸法仅能浇铸一些整体、单面、形状简单的钛铸件,而熔模铸造则能铸造形状很复杂的铸件、空心铸件。另外,真空压铸每次最多仅铸12件,铸件最大尺寸为61cmx46cmx25cm,最大质量为18kg。
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