文档介绍：硕士学位论文
钛合金用复合粘结剂陶瓷型壳研制及界面
反应研究
PREPARATION POUND BINDER
CERAMIC MOULD FOR TITANIUM ALLOY AND
INTERFACE REACTION RESEARCH
李建伟
2009 年 6 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学硕士学位论文
钛合金用复合粘结剂陶瓷型壳研制及界面
反应研究
硕士研究生:李建伟
导师:朱兆军副教授
申请学位:工学硕士
学科:材料加工工程
所在单位:材料科学与工程学院
答辩日期:2009 年 6 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index:
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Dissertation for the Master Degree in Engineering
PREPARATION POUND BINDER
CERAMIC MOULD FOR TITANIUM ALLOY AND
INTERFACE REACTION RESEARCH
Candidate: Li Jianwei
Supervisor: Asso. Prof. Zhu Zhaojun
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Materials Processing Engineering
Affiliation: School of Materials Science and
Engineering
Date of Defence: June, 2009
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
本文对BT20钛合金精铸用氧化物陶瓷型壳进行了研究,研制了一种新型钛精铸
用复合粘结剂,解决了氧化锆型壳不能用热水脱蜡及用有机溶剂脱蜡对人体有害且
污染环境的问题,经实验验证对熔融钛合金的稳定性良好,能用方便的热水脱蜡,
且价格低廉。
对ZrO2(CaO)耐火材料的粒度级配进行了研究,结果表明,当细粉含量占20%时,
粉料具有最大致密堆积程度,配制成的涂料具有最小的粘度和最大的悬浮率,保证
了面层涂料的良好质量。
采用ZrO2(CaO)耐火材料做面层粉料,分别使用复合粘结剂和硅溶胶粘结剂配
制涂料,研究了涂料中耐火材料粒度级配、粉液比、型壳焙烧温度和焙烧时间对面
层型壳强度的影响。结果表明,涂料中细粉含量占20%,:1时所制备
的型壳常温强度最大;随着焙烧温度的升高,面层型壳残余强度升高,焙烧2h时残
余强度达到最大;ZrO2陶瓷型壳优化焙烧工艺为:型壳脱蜡干燥后在200℃保温1h,
然后升温至1050℃保温2h,随炉冷却。
采用石墨型、复合粘结剂型壳和硅溶胶型壳浇注了BT20钛合金板件,组织分析
表明,板件的边界层和基体组织均为层片状,其中石墨型壳铸件组织最为细小,其
次为复合型壳铸件,硅溶胶型壳铸件最为粗大;随板厚的增加,边界层和基体组织
变的粗大。
XRD 衍射分析表明,浇注前陶瓷型壳表面中只有 ZrO2、 和少量
的 SiO2,浇注后型壳中却出现了 Ca2TiSiO6、[Zr,Ca,Ti]O2 和 TiO2 相,说明钛液扩散
进入了型壳内部并与型壳材料发生了反应。
钛合金试样与型壳界面反应层分析表明:石墨型壳铸件表面非常光洁,没有界
面反应层,只有一层渗碳层;硅溶胶型壳与铸件反应最严重,铸件表面呈黑色;复
合粘结剂型壳与铸件反应较轻,铸件表面呈灰色;随板件厚度的增加,界面反应程
度加深。
关键词:BT20 钛合金;熔模精密铸造;陶瓷型壳;粘结剂;界面反应
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
The oxide ceramic shell mould for BT20 titanium alloy investment casting is
researched in this paper. A