电磁场对TiAl合金试样表面粗糙度的影响.pdfVIP

维普资讯 种铸造及有色合金 2008年第 28卷第 1期 电磁场对 TiAI合金试样表面粗糙度的影响 李邦盛 刘爱辉 毕维生 隋艳伟 郭景杰 傅恒志 (哈尔滨工业大学材料科学与工程学院) 摘 要 研究了电磁场作用下，氧化物陶瓷铸型的种类、粒度和保温功率对 Ti50A1合金试样表面粗糙度的影响规律 ，分析 了电磁场作用下表面粗糙度的形成机理 。结果表 明，在 电磁场作用下，在 5种氧化物陶瓷材料 中所得 Ti50A1合金试样 的 表面粗糙度大小依次为，Rn(Y )Rarzm (Y )]Rarzm 0)_Ra(c)【]Ra( )；Ti50A1合金试样 的表面粗糙度随着耐 火材料粒度和保温功率 的减小而降低 。 关键词 电磁场 ；表面粗糙度 ；Ti5OAl合金 ；界面反应 中图分类号 TG146．2；TG249．6 文献标志码 A 文章编号 1001—2249(2008)01—0004—03 TiAl基合金以密度 小、比强度高、抗腐蚀性能好 、 电磁感应炉的感应线 圈中。 高温力学性能优 良，成为新一代飞机、导弹、火箭、坦克、 汽车发动机等高温轻质高强部件的最佳候选材料 ，在航 空、航天、海洋等领域业 已开始工业应用_1J。在 TiA1 基合金 的众多成形工艺中，精密铸造技术 以其材料利用 率高 、生产成本低、能够成形复杂构件而受到 国内外的 图 1 陶瓷块 形状 及 尺 寸 广泛关注 [5]。然而，由于钛合金在高温熔融状态下具有 将 Ti50A1合金线切割成 8mm×10mm 的圆柱 极高的化学反应活性，在铸造过程 中与耐火材料发生界 试样 ，经酸洗处理后 ，夹在位于陶瓷块正上方的抽拉机 面化学反应 ，显著降低 了铸件的表面质量和力学性能， 构的夹具上 ，试验装置见 图2。利用频率为 50kHz的 成为阻碍钛合金铸造工艺发展 的重要原 因_6J。表面 高频加热感应线圈来加热 Ti50A1圆柱试样及其熔化后 粗糙度是影响铸件表面品质、抗疲劳性能和使用寿命 的 滴落在陶瓷块中的金属液滴。当Ti50A1合金圆柱试样 重要 因素，为了提高铸件 品质和使用寿命 ，应尽可能地 末端熔化的液滴滴入陶瓷块 中后 ，保温一定时间，然后 降低铸件表面粗糙度 [1。 切断 电源 ，试样随炉冷却至室温 。取 出试样 ，把金属试 在电磁液态成形过程中，电磁场对钛合金铸件表面 样与 陶瓷铸型沿界面处分开，采用样块 比较法对金属一 粗糙度的影响对于获得高品质铸件举足轻重 ，但迄今人 侧的界面进行粗糙度评定 。 们对于在电磁场作用下TiAl基合金表面粗糙度的研究 还很少[1”]。为此 ，本试验选用高活性 Ti50A1合金为 研究对象 ，测定 了交变 电磁场作用下 ，氧化物陶瓷铸型 的种类、粒度和保温功率对 Ti50A1合金试样表面粗糙 度的影响规律 ，并对电磁场作用下高活性合金表面粗糙 度的形成机理进行 了分析。 图2 试验装置 示意 图 1 试验方法 1．Ti50A1试样 2．感应线 圈 3．陶瓷块 4．石墨片 5．真 空室 6．耐 火材料 试验选用 的耐火材料分别为 YzO。、CaO、A1z0s、 ZrO2(Y2O。)(即 Y2O。稳定的 ZrO2)和 ZrO2(CaO)(即 2 试验结果与分析 CaO稳定的 ZrO)，YO。粉的粒度是 50 m和 3 m， 2。1 耐火材料种类的影响 ZrO (YO。)的粒度为 50 m和 0。65 m，其他 3种 陶 瓷粉的粒度都是 50 m，将 陶瓷