不同配比复合纤维混杂刚玉砂对硅溶胶型壳性能的影响

摘要

熔模精密铸造技术是航空航天高精度繁复结构零部件主要的成形方法之一。为了顺应国家战略及精铸市场对产品性能的高要求，解决精铸型壳强度与透气性相互制约问题迫在眉睫。在撒砂材料刚玉砂中混杂PA66和Al2O3复合纤维来增强型壳，以PA66纤维为常温增强材料和成孔剂，Al2O3纤维为高温增强材料，改善型壳透气性的同时提升型壳强度及抗高温自重变形。研究不同配比复合纤维混杂刚玉砂对硅溶胶型壳性能的影响规律，对制备高质量型壳具有一定的指导作用。 本文采用PA66和Al2O3复合纤维来增强型壳，在刚玉砂中分别混杂进不同含量的PA66纤维，研究了PA66含量对硅溶胶型壳性能的影响规律，获得最优的PA66纤维混杂量；再将PA66纤维与Al2O3纤维以不同配比混合后混杂进刚玉砂中，探讨了复合纤维配比对型壳性能的影响规律，分析了两种纤维对其强化机制。实验结果表明：当PA66纤维含量在0～1.25%时，随着PA66纤维混杂量的增多，型壳透气性和常温抗弯强度逐渐增大，焙烧后抗弯强度先缓慢微弱地增加后骤降；当PA66纤维混杂量为0.75%时，型壳焙烧后抗弯强度为7.941MPa，仅比未混杂纤维时下降了0.024MPa，但其常温抗弯强度、透气性和气孔率分别提高了32.21%、90.91%和13.35%；当复合纤维中Al2O3纤维占比在20%～80%变化时，型壳透气性和常温抗弯强度均逐渐减小，焙烧后抗弯强度先增大后骤降，高温自重变形率先减小后增大；当复合纤维中Al2O3纤维占比在20%～60%变化时，复合纤维在刚玉砂中主要以单丝态存在，型壳焙烧后抗弯强度逐渐增加至最大值，为10.542MPa，高温自重变形率逐渐降低至最小值，为0.81%，型壳常温抗弯强度和透气性逐渐下降，但均高于未混杂纤维时的强度和透气性；当复合纤维中Al2O3纤维占比为80%时，复合纤维将刚玉砂编织成团，型壳焙烧后抗弯强度和透气性均出现骤降，高温自重变形率上升。 研究了PA66纤维含量和与Al2O3纤维的配比混杂刚玉砂对硅溶胶型壳性能影响规律，优化获得了较合理的高强多孔硅溶胶型壳制备工艺，为高质量繁复结构的高温合金整体精密铸件的生产提供理论指导和技术基础。

目录

第一个书签之前