合金密度低、比強(qiáng)度和比模量高，具有較好的 、蠕變性能和優(yōu)異的疲勞性能，在航空航天和汽車等具有廣闊的應(yīng)用前景。合金作為一種新型輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料，近年來，在受到了普遍關(guān)注，成為材料 的熱點之一。自從20世紀(jì)80年代中期以來，大型、薄壁、復(fù)雜、整體、 鑄件制造已經(jīng)成為 航空、航天飛行器用的欽合金精鑄結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，這類鑄件整體結(jié)構(gòu)性好，性高，質(zhì)量輕，加工成本低，在航空航天內(nèi)的應(yīng)用越來越廣泛。采用熔模 鑄造工藝制備TiAI基合金構(gòu)件常用于復(fù)雜航空、航天、汽車工業(yè)耐熱件的成形，該方法可以 無余量或近無余量的 復(fù)雜構(gòu)件，制造成本與機(jī)械加工相比大幅度下降。
但是在Tl中加入AI會使其線收縮增加，當(dāng)AI的含量達(dá)到20%時，其凝固收縮能夠達(dá)到1.6%。如果鑄件在澆注后其收縮受阻，受到型殼的阻力大于其所能承受的應(yīng)力 ，那么就會導(dǎo)致鑄件中裂紋的產(chǎn)生。本文對薄壁的欽鋁基合金裂紋產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，提出 型殼退讓性，提高透氣性，降低殘留強(qiáng)度的試驗方案，并進(jìn)行了多孔型殼的制備工藝試驗。
本試驗生產(chǎn)的試樣較簡單，尺寸小，所以采用手工撒砂法，砂子靠重力自由下落，動量小且撒砂均勻，砂粒不易穿透涂料層，操作方便，具體的涂掛工藝及操作。
采用在型殼的背層涂料中加入高聚物，制成抗彎強(qiáng)度試驗試樣和壁厚為1.2mm的“工”字形退讓性試驗用型殼，對比多孔型殼與普通硅溶膠型殼的強(qiáng)度，觀察兩種型殼的內(nèi)部形貌。然后進(jìn)行型殼的退讓性試驗，來確定高聚物的合適加入量。
型殼在 干燥硬化后，采用高壓蒸汽法脫蠟。在蒸汽下脫蠟時，蠟?zāi)Ｎ慈刍钠陂g，氣壓已作用于型殼外表面，抵消了型殼中蠟料膨脹造成的應(yīng)力，減小型殼破裂的概率。應(yīng)注意使蒸汽升壓，以 加熱的效果，在蠟?zāi)]有被整個加熱透的時候，蠟?zāi)け砻嬉讶刍鞒?，減輕了蠟?zāi)Ｊ軣崤蛎浂a(chǎn)生的對型殼的作用力。脫蠟之后進(jìn)行焙燒，在1150℃焙燒好的型殼應(yīng)型腔表面光潔，無裂紋， 清晰地復(fù)制出了蠟?zāi)５男螤?，若在型殼用的面層涂料中加入高聚物會使型殼表面光潔度?yán)重下降，影響鑄件的表面質(zhì)量。
隨著涂料中高聚物與水乳膠的加入，型殼的殘留強(qiáng)度發(fā)生了下降，大約下降20%~25%，這是因為型殼在焙燒過程中，型殼中的高聚物與水乳膠被燒失所形成的孔洞導(dǎo)致的。隨著添加物的增加，型殼中的孔洞數(shù)量也在增加?？锥词股傲Ｖg的接觸面積變小，那么結(jié)合力也會變小， 后宏觀上反應(yīng)為型殼的強(qiáng)度降低。
0、0.01%，0.02%，0.03%，高聚物與水乳膠的加入量是相對于粘結(jié)劑硅溶膠所使用的重量而言。采用加入了不同含量的高聚物與水乳膠的型殼澆注了一批“工”字形欽鋁基合金鑄件，可以直觀的看到高聚物的含量為0和0.01%的型殼澆注出的欽鋁基合金鑄件表面存在裂紋，而當(dāng)高聚物的含量大于0.04%時制備的型殼無法抵抗離心力和欽鋁基合金液的沖擊，導(dǎo)致型殼破碎，無法 成型良好的欽鋁基合金鑄件。所以對于薄璧并且須承受受阻收縮的欽鋁基合金鑄件，發(fā)現(xiàn)加入添加物范圍在0.02%~0.03%時澆注的欽鋁基合金“工”字形鑄件表面未產(chǎn)生裂紋。
通過對欽鋁基合金鑄件的裂紋的分析，提出通過加入高聚物來解決欽鋁基合金鑄件產(chǎn)生裂紋的方法，欽鋁基合金鑄件的裂紋基本消失，由此得出以下結(jié)論。
①欽鋁基合金精鑄過程中，由于鑄件自身結(jié)構(gòu)特點使得鑄件在線收縮時，受到來自型殼的阻力，形成受阻收縮。受阻收縮是鑄件產(chǎn)生熱裂缺陷的主要原因；
②在背層用涂料中加入高分子聚合物和水乳膠后，型殼中會有孔洞出現(xiàn)，導(dǎo)致型殼的強(qiáng)度會隨著添加物含量的增加而降低；
③涂料中添加物的合理加入量為：0.02%~0.03%，添加物在此范圍內(nèi)時，能夠很好的避免欽鋁基合金薄壁鑄件裂紋的產(chǎn)生，從而提高欽鋁基合金薄壁鑄件的合格率。
