獲得 的鈦鋁基合金精鑄葉片與所采用的熔模型殼本身質(zhì)量有著直接的關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鈦鋁基合金鑄件的缺陷和廢品是由于型殼本身質(zhì)量不良引起的，因此型殼的性能是鈦鋁基合金精鑄的核心問題之一。 鑄造件型殼的面層不但要承受鈦鋁基合金液的熱沖擊和機(jī)械沖擊，還要在高溫情況下與鈦鋁基合金發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此型殼面層的工作環(huán)境是非常惡劣的。所以對(duì)型殼面層要求有 的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。因此本章 了在涂料中分別加入碳纖維、玻璃纖維、尼龍纖維對(duì)型殼強(qiáng)度的影響，以期較終制備出適合澆注出 鈦鋁基合金葉片的型殼。
為生產(chǎn)出 的鈦鋁基合金鑄件，對(duì)型殼有一系列的性能要求，其中型殼面層強(qiáng)度是型殼的較基本的性能。從制殼、澆注到清理的不同工藝階段，型殼有三種不同的強(qiáng)度指標(biāo)，即常溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度、殘留強(qiáng)度。
常溫強(qiáng)度又稱濕強(qiáng)度，它是指制殼后型殼的強(qiáng)度。它決定于制殼過程中粘結(jié)劑自然干燥和硬化的程度等。濕強(qiáng)度過低，脫蠟過程中型殼就會(huì)開裂或變形。高溫強(qiáng)度是指焙燒或澆注時(shí)型殼的強(qiáng)度，它對(duì)鑄件的成型和質(zhì)量有重要意義。型殼高溫強(qiáng)度來源于粘結(jié)劑中硅凝膠在高溫下形成的硅氧鍵，以及高溫下粘結(jié)劑與耐火材料的反應(yīng)產(chǎn)物。型殼高溫強(qiáng)度不足，就會(huì)在焙燒和澆注過程發(fā)生變形和破裂，但是型殼高溫強(qiáng)度過高對(duì)于鈦鋁基合金來說就會(huì)使鑄件在受拉的部位產(chǎn)生裂紋，使成型的難度增加。殘留強(qiáng)度是指型殼在澆注后脫殼時(shí)的強(qiáng)度，它影響到鑄件清理的難易程度。殘留強(qiáng)度過高，清理困難，并易因清理使鑄件變形或破壞，常溫強(qiáng)度與高溫強(qiáng)度之間沒有 的聯(lián)系，而高溫強(qiáng)度與殘留強(qiáng)度之間有 的關(guān)系，殘留那么高溫強(qiáng)度就高。常溫強(qiáng)度是在室溫時(shí)測(cè)定的；高溫強(qiáng)度則是將型殼加熱到 溫度下，保溫 時(shí)間后測(cè)定的；殘留強(qiáng)度是將型殼在高溫下焙燒 時(shí)間，然后冷卻到室溫時(shí)測(cè)定的。 上尚沒有統(tǒng)一的熔模精鑄型殼強(qiáng)度的測(cè)定方法。但因型殼是非均質(zhì)體系，測(cè)量抗拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)時(shí)波動(dòng)很大，故均測(cè)定抗彎強(qiáng)度，試樣均為矩形片在本實(shí)驗(yàn)中采用型殼的抗彎強(qiáng)度作為型殼高溫強(qiáng)度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。
普通的圓盤式腳手架配件型殼經(jīng)過焙燒后型殼強(qiáng)度有了明顯的提高，這是由于粘結(jié)劑中硅凝膠在高溫下焙燒時(shí)形成的硅氧鍵，以及高溫下粘結(jié)劑與耐火材料的反應(yīng)產(chǎn)物。焙燒后型殼的強(qiáng)度過高，會(huì)在合金凝固收縮時(shí)起很大的阻礙作用，在應(yīng)力集中處容易產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致鑄件的熱裂。與普通的型殼相比，加入了尼龍纖維之后的型殼，濕強(qiáng)度比普通型殼有了提高，這樣對(duì)于型殼的運(yùn)輸、保存及脫蠟都是有利的。經(jīng)過焙燒后，含有尼龍纖維的型殼強(qiáng)度下降，有利于減小合金凝固收縮的阻力，降低裂紋產(chǎn)生的幾率。
加入玻璃纖維和碳纖維的型殼，與普通的型殼相比，其濕強(qiáng)度并沒有顯著的提高，焙燒后的強(qiáng)度有了明顯降低了?？赡苁怯捎谔祭w維、玻璃纖維與制備型殼所使用的涂料的潤(rùn)濕性不好，導(dǎo)致纖維與涂料不能很好的結(jié)合，降低了型殼的強(qiáng)度。尼龍纖維由于與涂料的潤(rùn)濕性好，添加到涂料中后與耐火材料一起形成了復(fù)合材料，尼龍纖維作為增強(qiáng)材料出現(xiàn)。
選用硅溶膠粘結(jié)劑配制背層用涂料，制備鈦合金精鑄用型殼，所制出的型殼不僅具有很好的高溫強(qiáng)度，而且型殼致密、尺寸，能夠滿足薄壁鈦合金精鑄的需要，可以澆注出成型良好的鈦合金鑄件。而對(duì)于澆注近無余量的薄壁鈦鋁基合金鑄件來說，采用相同的型殼制備工藝卻無法成形。硅溶膠型殼透氣性及潰散性差，殘留強(qiáng)度大，常常造成薄壁的鈦鋁基合金鑄件在凝固收縮過程中產(chǎn)生裂紋而報(bào)廢。
鈦鋁基合金精鑄過程中，由于鑄件自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得鑄件在線收縮時(shí)，受到來自型殼的阻力，形成受阻收縮。受阻收縮是鑄件產(chǎn)生變形、熱裂、內(nèi)應(yīng)力和冷裂等缺陷的主要原因。對(duì)于鈦鋁基合金來說，在Ti中加入A1會(huì)使其收縮率增加，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 限，那么就會(huì)導(dǎo)致鑄件中裂紋的產(chǎn)生。所以對(duì)型殼的退讓性要求較高，因此，本實(shí)驗(yàn)對(duì)薄壁的鈦鋁基合金鑄件中裂紋產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，提出 型殼潰散性，降低殘留強(qiáng)度的試驗(yàn)方案。
