一種用氧化鋯系鑄鈦包埋料測定TiAl合金充填性能的方法
【專利摘要】一種用氧化鋯系鑄鈦包埋料測定TiAl合金充填性能的方法，屬于TiAl合金性能【技術(shù)領(lǐng)域】。步驟如下：截取8×8網(wǎng)格蠟網(wǎng)，蠟網(wǎng)尺寸為22.8mm×22.8mm×0.8mm，兩網(wǎng)格間隙寬度為0.8mm，共計(jì)64個(gè)網(wǎng)格，144條邊。蠟網(wǎng)兩相鄰?fù)膺吘壵辰Y(jié)直徑2mm的蠟線條，相鄰兩蠟線條的交叉點(diǎn)與直徑為5mm、長10mm的主澆道蠟線條相連；采用包埋料對組合好的蠟型進(jìn)行包埋，制備型殼；將待測的40gTiAl合金鈕扣錠在重力澆注鑄鈦機(jī)上進(jìn)行澆注；將型殼敲碎并清理鑄件，統(tǒng)計(jì)鑄件充填邊數(shù)并計(jì)算充填率。整個(gè)過程工藝簡單、成本低、效率高，可準(zhǔn)確的測定不同成分TiAl合金的充填性能。
【專利說明】一種用氧化鋯系鑄鈦包埋料測定TiAI合金充填性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測定合金充填性能的方法，尤其涉及一種用氧化鋯系鑄鈦包埋料測定TiAl合金充填性能的方法，屬于TiAl合金性能【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]TiAl基合金具有低密度，高比強(qiáng)度和比彈性模量，良好的抗氧化和蠕變性能以及優(yōu)異的抗疲勞性能等優(yōu)點(diǎn)，有望用于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片和渦輪等航空航天、汽車工業(yè)的耐高溫部件以及超高速飛行器的翼、殼體等，被認(rèn)為是最有應(yīng)用潛力的新一代輕質(zhì)耐高溫結(jié)構(gòu)材料。尤其是高鈮TiAl合金，由于高溫下強(qiáng)度高、抗氧化性能好，使用溫度可提高到850°C以上，已經(jīng)成為新型超強(qiáng)金屬間化合物的重要發(fā)展方向之一。
[0003]然而由于TiAl基合金熔體本身粘度大、流動(dòng)性差，且在高溫條件下容易和其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致TiAl基合金熔體的鑄造性能較差，從而在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中成品率低、成本較高，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。
[0004]鑄造性能是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的重要保證，并直接影響到合金的應(yīng)用范圍。充填性能即合金液充填鑄型的能力，是合金最重要的鑄造性能之一。在其他工藝條件相同情況下，合金的充填性能越好，越有利于獲得沒有氣孔與夾雜，且形狀完整、輪廓清晰的合金鑄件。目前，關(guān)于測定TiAl合金充填性能的方法尚未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供一種用氧化鋯系鑄鈦包埋料測定TiAl合金充填性能的方法。該方法工藝簡單、成本低廉，能準(zhǔn)確的測定不同成分TiAl合金的充填性能。因而有利于改善并優(yōu)化TiAl合金的綜合性能。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0007]截取8X8網(wǎng)格蠟網(wǎng)，蠟網(wǎng)尺寸長寬厚為22.8_X22.8_X0.8_，兩網(wǎng)格間隙寬度為0.8mm,共計(jì)64個(gè)網(wǎng)格，144條邊；蠟網(wǎng)兩相鄰?fù)膺吘壵辰Y(jié)直徑2mm的蠟線條，相鄰兩蠟線條的交叉點(diǎn)與直徑為5mm、長IOmm的主澆道蠟線條相連；采用包埋料對上述組合好的蠟型進(jìn)行包埋，制備型殼；將待測的40g TiAl合金鈕扣錠在重力澆注鑄鈦機(jī)上進(jìn)行澆注，澆注后將型殼敲碎并清理鑄件，統(tǒng)計(jì)鑄件充填邊數(shù)并計(jì)算充填率。
[0008]所述的包埋料采用粉末狀氧化鋯系鑄鈦包埋料，選用常規(guī)的牙科氧化鋯系鑄鈦包埋料均可，其主要成分為氧化鋯(ZrO2)、氧化鋁(Al2O3)和氧化鎂(MgO)。
[0009]采用上述粉末狀氧化鋯系鑄鈦包埋料制備型殼工藝包括下述步驟:
[0010](I )、將水與粉末狀氧化鋯系鑄鈦包埋料按照水粉質(zhì)量比0.19?0.21:1的比例混合；
[0011](2)、手工攪拌15s，然后真空機(jī)械攪拌在一直抽真空下攪拌90s，再手工攪拌10?15s后，立即包埋蠟型結(jié)構(gòu)；
[0012](3)、固化后脫模，在空氣中放置2小時(shí)后焙燒。[0013]采用上述氧化鋯系鑄鈦包埋料型殼的制備工藝方法，所述的型殼焙燒工藝如下:型殼進(jìn)爐后，升溫至200°C時(shí)保溫30分鐘；繼續(xù)升溫至400°C時(shí)保溫30分鐘；再繼續(xù)升溫至950°C時(shí)保溫60分鐘，然后關(guān)爐降至常溫(200°C以下)后取出。
[0014]所述的重力澆注鑄鈦機(jī)澆注工藝參數(shù)為熔煉電流500A，熔煉時(shí)間45s，型殼預(yù)熱溫度200°C。
[0015]所述的充填率計(jì)算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種用氧化鋯系鑄鈦包埋料測定TiAl合金充填性能的方法，其特征在于，包括以下步驟:截取8X8網(wǎng)格蠟網(wǎng)，蠟網(wǎng)尺寸長寬厚為22.8mmX22.8mmX0.8mm，兩網(wǎng)格間隙寬度為0.8mm,共計(jì)64個(gè)網(wǎng)格，144條邊；蠟網(wǎng)兩相鄰?fù)膺吘壵辰Y(jié)直徑2mm的蠟線條，相鄰兩蠟線條的交叉點(diǎn)與直徑為5mm、長IOmm的主澆道蠟線條相連；采用包埋料對上述組合好的蠟型進(jìn)行包埋，制備型殼；將待測的40g TiAl合金鈕扣錠在重力澆注鑄鈦機(jī)上進(jìn)行澆注，澆注后將型殼敲碎并清理鑄件，統(tǒng)計(jì)鑄件充填邊數(shù)并計(jì)算充填率。
2.按照權(quán)利要求1的一種用氧化鋯系鑄鈦包埋料測定TiAl合金充填性能的方法，其特征在于，包埋料采用粉末狀氧化鋯系鑄鈦包埋料，其主要成分為氧化鋯(ZrO2)、氧化鋁(Al2O3)和氧化鎂(MgO)。
3.按照權(quán)利要求1的一種用氧化鋯系鑄鈦包埋料測定TiAl合金充填性能的方法，其特征在于，用氧化鋯系鑄鈦包埋料制備型殼的方法，制備工藝包括下述步驟: (1)、將水與粉末狀氧化鋯系鑄鈦包埋料按照水粉質(zhì)量比0.19~0.21:1的比例混合； (2)、手工攪拌15s,然后真空機(jī)械攪拌在一直抽真空下攪拌90s,再手工攪拌10~15s后，立即包埋蠟型結(jié)構(gòu)； (3)、固化后脫模，在空氣中放置2小時(shí)后焙燒。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于，型殼制備中焙燒工藝如下:型殼進(jìn)爐后，升溫至200°C時(shí)保溫30分鐘；繼續(xù)升溫至400°C時(shí)保溫30分鐘；再繼續(xù)升溫至950°C時(shí)保溫60分鐘，然后關(guān)爐降至常溫后取出。
5.一種用氧化鋯系鑄鈦包埋料測定TiAl合金充填性能的方法，其特征在于，在鑄鈦機(jī)上進(jìn)行澆注時(shí)，工藝參數(shù)為熔煉電流500A，熔煉時(shí)間45s，型殼預(yù)熱溫度200°C。
6.一種用氧化鋯系鑄鈦包埋料測定TiAl合金充填性能的方法，其特征在于，計(jì)算充填率時(shí)，充填率計(jì)算公式為:圮填率=100% ?每-?條充填完整的邊計(jì)為1，


144不完整的邊根據(jù)其充填長度占整條邊長度的比例取值，充填的總邊數(shù)為完整和不完整對應(yīng)的數(shù)值總和，蠟線條相粘結(jié)的蠟網(wǎng)兩邊緣充填邊數(shù)也算作計(jì)數(shù)范圍內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01N33/20GK103823036SQ201410065445
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】陳子勇, 吳麗娟, 柴麗華, 宮子琪, 相志磊 申請人:北京工業(yè)大學(xué)