Výroba odlitků ze slitin titanu

Abstract

Produkce titanových součástí metodou přesného lití je obecně považována za efektivní přístup z hlediska úspory nákladů. Avšak odlévání reaktivního titanu je obvykle spojeno se vznikem křehké -vrstvy (-case) na povrchu odlitků, která způsobuje iniciaci únavových trhlin. Tato práce shrnuje a porovnává výsledky zahraničních studií z posledních dvaceti let týkající se metod omezení rozsahu, či úplnému předejití vzniku -vrstvy při odlévání titanu do keramických skořepin. Na základě toho jsou předložena doporučení pro snížení míry reaktivity mezi skořepinou a roztavenou titanovou slitinou. Předně se jedná o nahrazení pojiv na bázi koloidního SiO2 polymerovými alternativami. Dále se ukazuje, že je výhodné místo Y2O3, jenž je používán pro posypové systémy, uplatnit perovskity CaZrO3 a BaZrO3. Stále nedostatečně prozkoumaný je vliv předehřevu skořepiny na její míru reaktivity s taveninou. Jako vhodný se jeví předehřev na 200 spojený s odstředivým litím. Kromě toho lze konstatovat, že vyvstává nový trend výroby tavicích kelímků z perovskitů pro vakuové indukční tavení.The production of titanium components by investment casting is generally regarded as an efficient manufacturing approach. However, casting reactive titanium typically leads to the formation of a brittle -case on the surface of the castings, which promotes the initiation of fatigue cracks. This work reviews and compares the findings of international studies from the past twenty years concerning methods to limit or entirely prevent the development of an -case during the casting of titanium into ceramic molds. Based on this analysis, recommendations are offered to reduce the reactivity between the mold and the molten titanium alloys. In particular, conventional colloidal SiO2-based binders are replaced with polymer alternatives. Furthermore, it is shown that perovskites such as CaZrO3 and BaZrO3 are preferable to the commonly used Y2O3 in coating systems. The effect of mold preheating on its reactivity with the melt remains unclear; a preheat temperature of 200°C combined with centrifugal casting appears most promising. Additionally, a new trend has emerged toward the use of perovskite crucibles for vacuum induction melting.