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TiAl基金属间化合物具有低密度、高比强度、相对高的抗氧化性和高温时的抗蠕变性能等优点,使其在航空器材和汽车工业中有着广泛的应用。熔模铸造技术在制作TiAl合金部件时有着很大的优势。 本文对TiAl基合金精密铸造成型中的制壳工艺进行了研究。通过EDS,OM,XRD以及抗弯强度等测试手段,讨论了陶瓷壳模制备过程中耐火材料的选取;涂料粘度与搅拌时间的关系;背层壳模抗弯强度、壳模孔隙率与所用砂粒粗细的关系以及三种壳模材料ZrO2、Y2O3、Al2O3做面层材料时,在不同温度浇注时铸件与壳模的界面反应。@2通过研究得到的结论: 涂料的粘度随着搅拌时间的延长呈下降趋势,当搅拌达到一定时间后(3600秒),粘度随时间的变化趋势趋于平稳。制作了三种背层壳模,分别由不同的Al2O3砂粒度组合制成,比较了3种壳模在己烧和未烧两种状态的抗弯强度,比较了己烧后壳模的孔隙率。确定了一组最优的用砂粒度组合:70＃,40＃,40＃,20＃,20＃,20＃,6＃。用这一组砂制作的壳模强度最好,孔隙率最低,为18.44％。 ZrO2做壳模材料面层材料时,壳模在25℃预热后浇注,金属铸件的反应层厚度大概为6μm;300℃预热后浇注,金属铸件的反应层厚度大概为8μm;500℃预热后浇注,金属铸件的反应层厚度大概为17μm。用Y2O3、ZrO2和Al2O3做面层壳模材料并预热壳模到500℃后进行浇注,金属的反应层厚度分别是10μm、17μm、46μm。用Al2O3做面层壳模材料金属反应层最厚的原因是壳模中包含有由硅酸乙酯水解液带入的SiO2,SiO2和熔融状态的TiAl合金反应严重,造成了TiAl合金形成了很厚的反应区。在浇注过程中熔融金属液还会对壳模进行物理侵蚀。以ZrO2为面层材料的壳模、预热500℃时浇注的合金较25℃以及300℃时浇注的合金硬化层更厚。用不同的面层材料在500℃浇注的合金中,Y2O3为面层壳模时,合金硬度层最薄,因为Y2O3的生成自由能最负,分解最难。所以为了取得较好的铸件表面,应该使用Y2O3做面层材料。 采用实际叶片蜡模,通过一系列工艺步骤制作出了叶片的壳模,在离心铸造机上进行铸造后得到了铸件。铸件大体成型,在叶片薄壁处有小部分缺陷,应进一步改善工艺。