精密鑄造用型殼是以化學(xué)方式將粘結(jié)劑與耐火材料混合制成涂料漿,然后經(jīng)高溫焙燒而成。因此,粘結(jié)劑是一種非常重要的材料:它不僅要為各類型耐火材料顆粒間的粘結(jié)提供“骨架”,而且在型殼焙燒后,其產(chǎn)物還要為型殼提供足夠的強(qiáng)度。生產(chǎn)實(shí)踐表明 ,一個(gè)好的鈦合金熔模精鑄用粘結(jié)劑需具備如下的特征:
①焙燒后的產(chǎn)物要具有高的熱力學(xué)穩(wěn)定性,以盡可能降低與熔融鈦的化學(xué)反應(yīng);
②要對(duì)型殼用耐火材料有很強(qiáng)的潤濕和粘結(jié)能力;
③對(duì)光潔蠟?zāi)R休^好的涂掛成形能力。
早期鈦合金精密鑄造中常用的面層粘結(jié)劑主要為碳質(zhì)粘結(jié)劑和酚醛樹脂。這類粘結(jié)劑主要用于制備熔模精鑄用石墨型殼。在此期間,研究人員還嘗試使用水玻璃、硅酸乙酯等作為鈦合金鑄造用粘結(jié)劑,但是發(fā)現(xiàn),鈦合金與型殼的界面反應(yīng)十分劇烈,因此不適合作為面層材料的粘結(jié)劑。
目前,硅溶膠、二醋酸鋯以及碳酸鋯銨的有機(jī)化合物是鈦合金熔模精鑄中常用的粘結(jié)劑。其中二醋酸鋯在精密鑄造中的應(yīng)用廣泛,無論是難熔金屬還是氧化物面層耐火材料都可以用其作為主要粘結(jié)劑。
精密鑄造的特點(diǎn)之一是澆注時(shí)的型殼,溫度在600℃以上,簡稱 “紅殼 ”,所以作為鑄件的凝固控制措施之一是降低鋼水的澆注溫度;二是增加“補(bǔ)澆 ”的次數(shù) (此項(xiàng)實(shí)際上是延長了澆注的時(shí)間 );三是加蓋覆蓋劑。
型殼從焙燒爐中取出到填砂澆注的時(shí)間要盡量地短 、操作要快,同時(shí)用于填砂的砂床溫度要大于300℃,以保證型殼的溫度不至降溫太多,盡量 使型殼溫度在600℃以上,同時(shí)澆注速度宜快,這樣才可減少鑄件的“冷隔”。
精密鑄造澆注大型精鑄件的凝固控制和澆注、補(bǔ)縮系統(tǒng)的設(shè)置等還有許多需要探索的地方,但它的表面質(zhì)量、尺寸精度以及減少機(jī)加工余量等 方面的優(yōu)點(diǎn)已得到普遍認(rèn)可,是一種有發(fā)展前途的方法。