一种用氧化锆系铸钛包埋料测定TiAl合金充填性能的方法
【专利摘要】一种用氧化锆系铸钛包埋料测定TiAl合金充填性能的方法，属于TiAl合金性能【技术领域】。步骤如下：截取8×8网格蜡网，蜡网尺寸为22.8mm×22.8mm×0.8mm，两网格间隙宽度为0.8mm，共计64个网格，144条边。蜡网两相邻外边缘粘结直径2mm的蜡线条，相邻两蜡线条的交叉点与直径为5mm、长10mm的主浇道蜡线条相连；采用包埋料对组合好的蜡型进行包埋，制备型壳；将待测的40gTiAl合金钮扣锭在重力浇注铸钛机上进行浇注；将型壳敲碎并清理铸件，统计铸件充填边数并计算充填率。整个过程工艺简单、成本低、效率高，可准确的测定不同成分TiAl合金的充填性能。
【专利说明】一种用氧化锆系铸钛包埋料测定TiAI合金充填性能的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测定合金充填性能的方法，尤其涉及一种用氧化锆系铸钛包埋料测定TiAl合金充填性能的方法，属于TiAl合金性能【技术领域】。
【背景技术】
[0002]TiAl基合金具有低密度，高比强度和比弹性模量，良好的抗氧化和蠕变性能以及优异的抗疲劳性能等优点，有望用于喷气发动机的叶片和涡轮等航空航天、汽车工业的耐高温部件以及超高速飞行器的翼、壳体等，被认为是最有应用潜力的新一代轻质耐高温结构材料。尤其是高铌TiAl合金，由于高温下强度高、抗氧化性能好，使用温度可提高到850°C以上，已经成为新型超强金属间化合物的重要发展方向之一。
[0003]然而由于TiAl基合金熔体本身粘度大、流动性差，且在高温条件下容易和其他物质发生化学反应，导致TiAl基合金熔体的铸造性能较差，从而在实际工业生产中成品率低、成本较高，难以实现规模化应用。
[0004]铸造性能是获得优质铸件的重要保证，并直接影响到合金的应用范围。充填性能即合金液充填铸型的能力，是合金最重要的铸造性能之一。在其他工艺条件相同情况下，合金的充填性能越好，越有利于获得没有气孔与夹杂，且形状完整、轮廓清晰的合金铸件。目前，关于测定TiAl合金充填性能的方法尚未见报道。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种用氧化锆系铸钛包埋料测定TiAl合金充填性能的方法。该方法工艺简单、成本低廉，能准确的测定不同成分TiAl合金的充填性能。因而有利于改善并优化TiAl合金的综合性能。
[0006]本发明通过以下技术方案实现上述目的:
[0007]截取8X8网格蜡网，蜡网尺寸长宽厚为22.8_X22.8_X0.8_，两网格间隙宽度为0.8mm,共计64个网格，144条边；蜡网两相邻外边缘粘结直径2mm的蜡线条，相邻两蜡线条的交叉点与直径为5mm、长IOmm的主浇道蜡线条相连；采用包埋料对上述组合好的蜡型进行包埋，制备型壳；将待测的40g TiAl合金钮扣锭在重力浇注铸钛机上进行浇注，浇注后将型壳敲碎并清理铸件，统计铸件充填边数并计算充填率。
[0008]所述的包埋料采用粉末状氧化锆系铸钛包埋料，选用常规的牙科氧化锆系铸钛包埋料均可，其主要成分为氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)和氧化镁(MgO)。
[0009]采用上述粉末状氧化锆系铸钛包埋料制备型壳工艺包括下述步骤:
[0010](I )、将水与粉末状氧化锆系铸钛包埋料按照水粉质量比0.19?0.21:1的比例混合；
[0011](2)、手工搅拌15s，然后真空机械搅拌在一直抽真空下搅拌90s，再手工搅拌10?15s后，立即包埋蜡型结构；
[0012](3)、固化后脱模，在空气中放置2小时后焙烧。[0013]采用上述氧化锆系铸钛包埋料型壳的制备工艺方法，所述的型壳焙烧工艺如下:型壳进炉后，升温至200°C时保温30分钟；继续升温至400°C时保温30分钟；再继续升温至950°C时保温60分钟，然后关炉降至常温(200°C以下)后取出。
[0014]所述的重力浇注铸钛机浇注工艺参数为熔炼电流500A，熔炼时间45s，型壳预热温度200°C。
[0015]所述的充填率计算公式为:
【权利要求】
1.一种用氧化锆系铸钛包埋料测定TiAl合金充填性能的方法，其特征在于，包括以下步骤:截取8X8网格蜡网，蜡网尺寸长宽厚为22.8mmX22.8mmX0.8mm，两网格间隙宽度为0.8mm,共计64个网格，144条边；蜡网两相邻外边缘粘结直径2mm的蜡线条，相邻两蜡线条的交叉点与直径为5mm、长IOmm的主浇道蜡线条相连；采用包埋料对上述组合好的蜡型进行包埋，制备型壳；将待测的40g TiAl合金钮扣锭在重力浇注铸钛机上进行浇注，浇注后将型壳敲碎并清理铸件，统计铸件充填边数并计算充填率。
2.按照权利要求1的一种用氧化锆系铸钛包埋料测定TiAl合金充填性能的方法，其特征在于，包埋料采用粉末状氧化锆系铸钛包埋料，其主要成分为氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)和氧化镁(MgO)。
3.按照权利要求1的一种用氧化锆系铸钛包埋料测定TiAl合金充填性能的方法，其特征在于，用氧化锆系铸钛包埋料制备型壳的方法，制备工艺包括下述步骤: (1)、将水与粉末状氧化锆系铸钛包埋料按照水粉质量比0.19~0.21:1的比例混合； (2)、手工搅拌15s,然后真空机械搅拌在一直抽真空下搅拌90s,再手工搅拌10~15s后，立即包埋蜡型结构； (3)、固化后脱模，在空气中放置2小时后焙烧。
4.按照权利要求3的方法，其特征在于，型壳制备中焙烧工艺如下:型壳进炉后，升温至200°C时保温30分钟；继续升温至400°C时保温30分钟；再继续升温至950°C时保温60分钟，然后关炉降至常温后取出。
5.一种用氧化锆系铸钛包埋料测定TiAl合金充填性能的方法，其特征在于，在铸钛机上进行浇注时，工艺参数为熔炼电流500A，熔炼时间45s，型壳预热温度200°C。
6.一种用氧化锆系铸钛包埋料测定TiAl合金充填性能的方法，其特征在于，计算充填率时，充填率计算公式为:圮填率=100% ?每-?条充填完整的边计为1，
144不完整的边根据其充填长度占整条边长度的比例取值，充填的总边数为完整和不完整对应的数值总和，蜡线条相粘结的蜡网两边缘充填边数也算作计数范围内。
【文档编号】G01N33/20GK103823036SQ201410065445
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】陈子勇, 吴丽娟, 柴丽华, 宫子琪, 相志磊 申请人:北京工业大学