精密铸造用型壳是以化学方式将粘结剂与耐火材料混合制成涂料浆,然后经高温焙烧而成。因此,粘结剂是一种非常重要的材料:它不仅要为各类型耐火材料颗粒间的粘结提供“骨架”,而且在型壳焙烧后,其产物还要为型壳提供足够的强度。生产实践表明 ,一个好的钛合金熔模精铸用粘结剂需具备如下的特征:
①焙烧后的产物要具有高的热力学稳定性,以尽可能降低与熔融钛的化学反应;
②要对型壳用耐火材料有很强的润湿和粘结能力;
③对光洁蜡模要有较好的涂挂成形能力。
早期钛合金精密铸造中常用的面层粘结剂主要为碳质粘结剂和酚醛树脂。这类粘结剂主要用于制备熔模精铸用石墨型壳。在此期间,研究人员还尝试使用水玻璃、硅酸乙酯等作为钛合金铸造用粘结剂,但是发现,钛合金与型壳的界面反应十分剧烈,因此不适合作为面层材料的粘结剂。
目前,硅溶胶、二醋酸锆以及碳酸锆铵的有机化合物是钛合金熔模精铸中常用的粘结剂。其中二醋酸锆在精密铸造中的应用广泛,无论是难熔金属还是氧化物面层耐火材料都可以用其作为主要粘结剂。
精密铸造的特点之一是浇注时的型壳,温度在600℃以上,简称 “红壳 ”,所以作为铸件的凝固控制措施之一是降低钢水的浇注温度;二是增加“补浇 ”的次数 (此项实际上是延长了浇注的时间 );三是加盖覆盖剂。
型壳从焙烧炉中取出到填砂浇注的时间要尽量地短 、操作要快,同时用于填砂的砂床温度要大于300℃,以保证型壳的温度不至降温太多,尽量 使型壳温度在600℃以上,同时浇注速度宜快,这样才可减少铸件的“冷隔”。
精密铸造浇注大型精铸件的凝固控制和浇注、补缩系统的设置等还有许多需要探索的地方,但它的表面质量、尺寸精度以及减少机加工余量等 方面的优点已得到普遍认可,是一种有发展前途的方法。