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本文针对钛合金熔模精密铸造,分别采用国外生产Y2O3、国内生产Y2O3、国外生产Zr O2和国外生产Zr O2做涂料耐火材料,选用两种国产醋酸锆粘结剂,分别配制成不同粉液比的涂料,系统研究了面层涂料的流变性、触变性和悬浮性,确定了优化的涂料粉液比,采用不同涂料制备型壳,系统研究了焙烧温度、焙烧时间对不同涂料型壳的抗弯强度及高温残留强度的影响规律,确定了不同涂料型壳的优化焙烧工艺。借助TG、DTA和XRD对醋酸锆粘结剂的焙烧过程进行了研究,得出两种醋酸锆焙烧时晶相转变完成的温度分别为880°C和970°C。研究了不同耐火材料和粘结剂配制的面层涂料的流变性能和触变性,发现采用Y2O3耐火材料的面层涂料粘度和触变性比采用Zr O2耐火材料的面层涂料大,其中国内生产Y2O3涂料的粘度最高,而国外生产Zr O2涂料的粘度最低;国内生产Zr O2配制的涂料悬浮率最高,而国内生产Y2O3配制的涂料悬浮率最低;对于粘结剂不同的面层涂料,粘结剂的粘度越大,涂料的粘度和触变性越大,悬浮性越好。采用Y2O3耐火材料和醋酸锆粘结剂配制的面层涂料优化的粉液比为2.5:1,邻面层涂料粉液比为2.3:1;采用Zr O2耐火材料和醋酸锆粘结剂配制的面层涂料优化的粉液比为3.0:1,邻面层涂料粉液比为2.7:1。利用TG-DTA热分析和X射线衍射分析的方法对面层型壳的焙烧过程进行了研究,结果表明Zr O2涂料面层型壳的失重速率较Y2O3慢,而且焙烧后Zr O2涂料面层型壳生成了Ca0.15Zr0.85O1.85相,Y2O3涂料面层型壳生成了Y4Zr3O12相。复合型壳中Zr O2含量越高,失重速率越慢,焙烧后生成了Zr0.82Y0.18O1.91相。研究表明,采用Zr O2涂料的面层型壳常温强度和高温残留强度均比Y2O3涂料面层型壳高,其中国内生产Zr O2涂料面层型壳的强度最高,而国内生产Y2O3涂料面层型壳的强度最低;采用1#醋酸锆粘结剂涂料面层型壳的强度大于2#醋酸锆面层型壳的强度;复合型壳中Zr O2含量越高,对应的常温强度和高温残留强度越高。涂料粉液比增加可以提高面层型壳的常温强度和高温残留强度。研究了焙烧温度和焙烧时间对型壳强度的影响,结果表明焙烧温度越高,焙烧时间越长,型壳的强度越高。采用1#醋酸锆做涂料粘结剂时,型壳的最佳焙烧工艺为1050°C×2.5h,采用2#醋酸锆做涂料粘结剂时,型壳的最佳焙烧工艺为1200°C×2.5h。对浇注钛合金后的型壳面层形貌和物相组成进行了分析,结果表明Y2O3涂料面层型壳比较稳定,型壳内有少量的钛被氧化,Zr O2涂料面层型壳与钛合金发生反应生成了[Ca,Zr,Ti]O2相。