TiAl基合金排氣閥的優勢特點與鑄造充型研究

汽車工業的發展極大地推動了國民經濟的發展，近年來，隨著人們對能源及環保等的特殊要求，采用新材料替代傳統材料改變汽車工業的研究取得了長足的進步。TiAl基合金具有比強度高、耐熱性能好等優點，是航天和航空工業的首選材料而被應用。隨著對高比強度材料要求的不斷增加，及TiAl基合金材料的成本的不斷降低，這一材料正逐步被引入到汽車行業中來。采用TiAl基合金制造的排氣閥以其重量輕、強度高、耐熱溫度高，而使汽車具有節省能源、減少污染等諸多優點，大有取代現有的鋼制排氣閥的趨勢。目前，國外成功地研制了TiAl基合金排氣閥，并應用于賽車上，我國也著手開始進行這項研究，據預測，TiAl基合金排氣閥將取代鑄鋼排氣閥。

TiAl基合金排氣閥的生產采用立式離心鑄造方法生產，可以用較低的成本和設備，獲得高質量鑄件，同時，采用一箱多型鑄造方法可以提高生產效率。使得TiAl基合金排氣閥能夠在民用汽車領域中應用。采用立式離心鑄造方法生產TiAl基合金排氣閥，必須對立式離心鑄造過程的充型及凝固規律進行研究，然而，目前關于這方面的研究報道很少。我公司工程師采用數學分析的方法對這一過程進行了研究，分析了充型過程的規律及缺陷形成的規律，取得了一些有益的成果。但是，由于研究方法的限制，對充型過程及隨后的凝固過程定量研究尚顯不足。數值模擬方法可以提供速度場、熔體的形貌及溫度場，在重力場的分析中廣泛使用，是摸索充型及凝固規律經濟、快捷的一種新方法。應用數值模擬技術獲得了采用離心鑄造方法制造梯度功能材料中硬質點的移動規律，表明了數值模擬在離心鑄造中應用的可行性。為了更加系統地研究立式離心鑄造過程充型及凝固規律，我廠技術員結合數值模擬方法模擬了TiAl基合金排氣閥離心鑄造的充型及凝固過程，獲得了離心鑄造條件下充型及凝固過程的一些規律。