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本文采用机械搅拌的方法，设计并制备了由Y2O3、ZrO2、CaZrO3和Al2O3四种耐火骨料组成的涂料，粘结剂为二醋酸锆水溶液，采用手工涂刷的方法将涂料涂刷在石墨铸型内壁形成涂层，并用真空自耗电极电弧凝壳炉离心浇注TA2纯钛合金。分析了粉液比在1:1~3.5:1范围内变化时，不同涂料的流变性能和悬浮性能，考察了粉液比对涂料流变性能和悬浮性能的影响规律，提出了最优性能涂料粉液比。对不同耐火骨料涂层在浇铸过程中和钛合金的界面反应、试样表面流痕密度和试样表面硬化层厚度进行了研究，分析了粉液比对试样表面流痕密度和试样表面硬化层厚度的影响规律。利用XRD、SEM、显微硬度测试和金相分析等手段对界面处物相、元素分布、显微硬度变化和组织形貌进行了研究，最后浇铸实体铸件对研究的涂层进行了验证。 研究结果表明，耐火骨料与二醋酸锆水溶液配制成的涂料属于具有触变性的带屈服假塑性流体。粉液比对涂料的悬浮性和流变性具有重要影响，随着粉液比升高，涂料的悬浮性、触变率均升高，因为高粉液比涂料立体网状结构更完备，性能更好。根据流杯粘度优化涂料成分，确定Y2O3和 ZrO2涂层最佳使用粉液比分别为2:1和2.5:1，CaZrO3和Al2O3涂层最佳使用粉液比均为1.5:1。采用网格法对涂层与石墨型的结合力进行测试，四种涂层的测试结果均为《色膜和清漆-划格测试ISO2409-2007》标准Ⅰ级。 界面反应分析结果表明 Y2O3和 ZrO2涂层未与钛液发生明显化学反应，而CaZrO3和Al2O3涂层则和钛液发生明显化学反应，分别生成了Ca-Ti-O和Al-Ti-O的化合物。四种涂层浇铸试样基体中均未发现O元素的扩散，说明试样表面的硬化层不是通常意义上的α层，其厚度与界面处组织变化联系紧密。 对铸造试样表面流痕的分析结果表明，Y2O3和ZrO2涂层可以明显改善流痕缺陷，粉液比越高，流痕越少；CaZrO3和Al2O3涂层不能明显改善流痕缺陷，粉液比越高，流痕越多。粉液比同为2:1时， Y2O3涂层试样表面硬化层厚度大约为30μm，ZrO2涂层试样大约为150μm，CaZrO3涂层试样约为300μm，Al2O3涂层试样大约为400μm；随粉液比升高，涂层厚度增大，金属凝固速度减慢，试样表面马氏体α′尺寸长大，四种涂层试样表面硬化层厚度均变厚。为了使铸件获得较薄的硬化层和较少的表面流痕，应选择粉液比为2:1的Y2O3涂层，采用此涂层实际浇铸得到了表面质量良好的舵轴铸件。