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  • 我国熔模精密铸造技术在航空工业应用中现状及发展建议
    发布日期:2019-06-25
    1现状
    1.1高温合金精密铸造。
    研究了系列的高温合金材料、高温陶瓷型芯材料及其制备工艺、近净形熔模材料与制备工艺、高温型壳材料与制壳工艺、定向和单晶结晶工艺和控制技术等,形成了包括叶片材料、铸造工艺设计、工艺验证与质量控制等的等轴晶、定向柱晶和单晶叶片近净形熔模精密铸造技术体系,成功应用于航空发动机叶片的生产。针对整体叶盘结构特点,通过探索叶盘叶片凝固结晶过程温度场形成定向结晶以及轮盘形成等轴晶的温度梯度的控制途径,显著提高了使用寿命。
    1.2钦合金精密铸造技术。
    以钦合金熔模和石墨型精密铸造技术为基础,研究开发了系列铸造钦合金及金属型、捣实型等新型精密铸造方法,突破了稀土氧化物陶瓷型精铸材料和工艺、钦合金铸件固溶时效处理、双重处理以及降低钦合金铸件表面。厚度等技术,提高了铸件的可靠性,使钦合金铸件开始取代一些钦合金锻件,研制出钦合金精铸件机身前尾梁,初步实现了机体钦合金铸件替代锻件。
    1.3铝合金精密铸造技术。
    以熔模铸造、石膏型等传统的精密铸造为基础,研究开发出高强高韧铸造铝合金材料及新型树脂砂精密铸造、复合精密铸造等新型铝合金精密铸造方法,突破了计算机优化设计和模拟技术、精密砂型铸造技术、特种型芯和复杂型腔铸造技术、反重力浇注设备与工艺等系列关键技术,研制出一批高质量、高水平的铝合金精密铸件,研制出某飞机进气道唇口铸件,实现了大尺寸铝合金结构件无余量铸造(1316±0.8mm),替代了进口,铸件本体达到中等变形合金构件性能水平。
    2发展建议
    2.1建立完善的研究应用体系,加强已有技术的集成和工程化研究,稳定构件质量和性能,快速提高航空发动机定向空心叶片、单晶叶片等关键产品的合格率,提高工业化水平,满足型号生产需求;
    2.2攻克高推重比航空发动机涡轮叶片、整体叶盘等高温合金核心部件以及尺寸在1000mm以上的大型高温合金、钦合金、铝合金整体构件精密铸造关键技术,满足先进航空装备和大型飞机研制的需要;
    2.3加强应用基础理论和新型特种工艺研究,掌握精密铸造过程基本规律,建立系统的精密铸造基础理论和成形方法的框架,寻找成形工艺与组织、尺寸、性能的定量关系,实现铸件尺寸和组织的精确控制,满足我国航空工业未来发展的需要。
    铸造技术是一项传统而又基础的工业技术,也是航空工业中的关键制造技术之一。随着航空装备更新换代,对构件的复杂程度、壁厚、尺寸精度、性能等要求不断提高,促使铸造技术也随之不断发展。
    不锈钢铸造方式一般采用的都是精密铸造,当不锈钢精密铸造铸件在脱壳、机械加工以及在安装的过程中,常发作脆断(即脆性断裂)的现象。如遇这种问题,将会使整炉铸件作废,引起这种现象的原因有好多,下面就举例为大家介绍一下。
    不锈钢精密铸造铸件发生脆断的原因如下:
    1、熔炼时的脱氧剂一铝用量过高,它与钢中的氮化合易构成氮化铝夹 杂而使铸件脆断。
    2、筑炉衬时硼酸用量过高,而使钢发生碳硼化合物,即 “硼脆”。
    3、碳含量过高以及其他合金元素超越答应规模也会使钢的脆性增加,例如在用生铁增碳时,加料不仔细或不经核算,必定会带进有害元素。
    4、钢水严峻过热以及热处理操作不妥,晶粒粗大。
    由于精密铸件目的不同,热处理的非常多,基本主要可分成两大类,第 一类是组织构造不会经由热处理而发生变化或者也不应该发生改变的,第二是基本的组织结构发生变化。第 一热处理程序,主要用于消除内应力,而此内应力系在不锈钢铸造过程中由于冷却状况及条件不同而引起。组织、强度及其他机械性质等,不因热处理而发生明显变化。 
    对于第二类热处理而主,基地组织发生了明显的改变,可大致分为五类: 
    1、软化退火:其目的主要在于分 解碳化物,将其硬度降低,而提高加工性能,对于球墨铸铁而言,其目的在于获得更多的铁素体组织。
    2、正火处理:主要目的是获得珠光体和索氏体组织提高不锈钢铸造的机械性能。
    3、淬火处理:主要为了获得更高的硬度或磨耗强度,同时的到甚高的表面耐磨特性。 
    4、表面硬化处理:主要为获得表面硬化层,同时得到甚高的表面耐磨特性。 
    5、析出硬化处理:主要是为获得高强度而伸长率并不因而发生激烈的改变。