Feingießen von Titanlegierungen mit Feingussformen aus Kalziumzirkonat

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GP 10/2019
Herstellung Formen und Kerne
Feinguss

Die größten Herausforderungen beim Feingießen von Titanlegierungen sind die hohe Schmelztemperatur und die extreme Reaktivität der Schmelze. Aus diesem Grund wurde ein neues Keramikmaterial für Tiegel und Feingussformen auf der Basis von Kalziumzirkonat (CaZrO3) entwickelt. Die Qualität von Titangussteilen wird jedoch nicht nur von der Reaktion mit der Form bestimmt, sondern auch von der Oberflächenqualität und der Abbildungsgüte. Stand der Technik ist die Formherstellung durch Tauchbeschichten. Um die Präzision von Gussteilen weiter zu verbessern, wurden CaZrO3-Beschichtungen mittels Replica-Technologie hergestellt, um die funktionale Beschichtung von Titangussformen durch Sprühen und Zentrifugieren zu ermöglichen [1]. Außerdem wurde die Korrosionsbeständigkeit der CaZrO3-Formen in Gießversuchen validiert und mit einem kommerziell erhältlichen Formschalensystem mit Y2O3-Frontschicht und Silikatbinder verglichen. Die in CaZrO3-Feingussformen gegossenen Titankomponenten zeigten geringere Sauerstoffgehalte sowie eine deutlich reduzierte Oberflächenhärte aufgrund der hohen Korrosionsbeständigkeit der CaZrO3-Formen [2].

 

Improved Casting of Titanium Alloys with Precision Casting Molds of Calcium Zirconate

The biggest challenges in investment casting of titanium alloys are the high melting temperature and the extreme reactivity of the melt. For this reason, a new ceramic material for crucibles and precision casting molds based on calcium zirconate (CaZrO3) has been developed. The quality of titanium castings, however, is determined not only by the reaction with the mold, but also by the surface quality and the image quality. The state of the art is mold production by dip coating. To further improve the precision of castings, CaZrO3 coatings were fabricated using replica technology to enable the functional coating of titanium molds by spraying and centrifuging [1]. In addition, the corrosion resistance of the CaZrO3 molds was validated in casting trials and compared to a commercially available shell mold system with Y2O3 front layer and silicate binder. The titanium components cast in CaZrO3 investment casting molds showed lower oxygen contents and significantly reduced surface hardness due to the high corrosion resistance of the CaZrO3 molds [2].

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