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在钛合金砂型铸造中砂型的性能对铸件质量的影响很大，特别是砂型的线膨胀系数。如果砂型的收缩不适，就会导致铸件变形量过大，使铸件形状尺寸超差。针对这个问题本文将锆砂、石英砂和镁橄榄石砂按照不同比例配制梯度砂型，研究紧实度、粒度大小、水玻璃含量及加热硬化温对砂型线膨胀系数的影响，测量梯度砂型线膨胀系数的变化区间。通过对线膨胀系数的测量同时结合透气性和抗压强度值确定了梯度砂型中锆砂、石英砂和镁橄榄石砂的水玻璃含量，其水玻璃含量分别为3%、4%和5%，加热硬化温度为800℃。锆砂型、石英砂型和镁橄榄石砂型线膨胀系数在水玻璃含量一定的范围内随着水玻璃含量增加而变大。锆砂型在水玻璃含量3%时线膨胀系数最大值为8.916×10-6/℃；石英砂型在水玻璃含量4%时线膨胀系数最大值为9.013×10-6/℃；镁橄榄石砂型在水玻璃含量5%时线膨胀系数最大值为8.916×10-6/℃。锆砂型和石英砂型线膨胀系数在加热硬化温度一定的范围内随着硬化温度的升高而变小，在加热硬化温度800℃时线膨胀系数最大值分别为4.28×10-6/℃和7.865×10-6/℃。镁橄榄石砂型线膨胀系数在加热硬化温度一定范围内随着硬化温度的升高而变大，在加热硬化温度800℃时线膨胀系数为最大值8.987×10-6/℃。锆砂型、石英砂型和镁橄榄石砂型线膨胀系数在粒度一定范围内随着粒度变大而变大。粒度在60-80目时线膨胀系数最大值分别为15.385×10-6/℃、19.684×10-6/℃和8.79×10-6/℃。采用水玻璃锆砂、石英砂和镁橄榄石砂配制不同比例的梯度砂型，确定了25种配比砂型的线膨胀系数在25℃1200℃区间内的分布值，其中600℃时线膨胀系数的变化区间为4.286×10-6/℃至10.353×10-6/℃，1200℃时线膨胀系数的变化区间为-15.977×10-6/℃至-0.807×10-6/℃。