본 발명은 니오븀(니오븀) 또는 니오븀 합금 필라멘트로 강화된 티타늄-알루미늄 합금 복합재료 또는 주조물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 외부 강화 필라멘트를 효과적으로 첨가할 수 없는 기존 주조 방법의 기술적 문제점과, 성형 부품을 직접 제조할 수 없고 제조 비용이 높은 고체 적층 방법의 문제점을 해결한다. 방법 1: 공정 이동형 금형을 이용하여 필라멘트를 왁스 사출 금형에 고정한 후 왁스를 주입한다. 얻어진 왁스 금형과 게이트 왁스 로드를 결합하여 원심 주조 금형을 제작한다. 코팅, 샌딩, 탈왁스 및 소성 과정을 거쳐 쉘을 얻고, 이를 원심 주조하여 복합재료 주조물을 얻는다. 방법 2: 원심 주조 금형, 게이트 왁스 로드 및 공정 왁스 블록을 결합한다. 코팅, 샌딩, 탈왁스 및 소성 과정을 거쳐 미리 천공된 구멍이 있는 쉘을 얻는다. 필라멘트 끝부분을 고정 클립으로 고정하여 미리 성형된 블록을 만듭니다. 이 미리 성형된 블록을 금형 캐비티에 넣고 원심 주조하여 복합 재료 주조물을 얻습니다. 이 방법은 강화 티타늄-알루미늄 합금 복합 재료 또는 복합 재료 주조물을 제조하는 데 적합합니다.
본 발명은 용융 및 주조를 통해 필라멘트 강화 티타늄-알루미늄 합금 복합 재료를 제조할 때, 보강 와이어의 비효율적인 첨가 및 고체 적층법을 이용한 성형 부품의 직접 제작 불가능으로 인한 높은 제조 비용 문제를 해결합니다. 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트로 강화된 티타늄-알루미늄 합금 복합재료 또는 주조품을 제조하는 방법이 제공된다.
니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트로 강화된 티타늄-알루미늄 합금 복합재료 또는 주조품을 제조하는 방법은 다음 단계를 포함한다: 1. 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트의 끝단을 가공 이동형 금형으로 클램핑하여 왁스 사출 금형(3)의 캐비티에 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트를 고정한다; 2. 용융된 왁스를 왁스 사출 금형의 캐비티에 주입한다. 왁스가 응고된 후, 금형을 열고 가공 이동형 금형을 제거하여 왁스 모형을 얻는데, 이때 왁스 모형의 외면에 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트의 끝단이 노출된다; 3. 2단계에서 준비된 왁스 모형을 스프루 왁스 로드와 결합하여 원심 주조 금형 어셈블리를 형성한다; 4. 원심 주조 금형 어셈블리에 도료와 접착제를 도포한다. 모래를 사용하여 왁스 주형 표면에 노출된 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트 끝부분을 코팅층과 모래층으로 코팅합니다. 탈왁스 및 소성 후, 쉘 주형을 얻습니다. 다섯째, 4단계에서 얻은 쉘 주형을 진공 용해로 내 원심 주조기에 조립합니다. 먼저 진공을 만든 다음 전원을 켜서 티타늄-알루미늄 합금을 용융합니다. 티타늄-알루미늄 합금이 용융되면 게이트를 통해 쉘 주형에 붓습니다. 원심력에 의해 용융된 티타늄-알루미늄 합금이 쉘 주형의 공동으로 주입됩니다. 용융된 티타늄-알루미늄 합금이 응고되고 냉각된 후, 쉘 주형을 제거하면 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트로 강화된 티타늄-알루미늄 합금 복합 재료 또는 주물이 얻어집니다.
니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트로 강화된 티타늄-알루미늄 합금 복합재료 또는 주조물의 제조 방법은 다음과 같은 단계에 따라서도 수행될 수 있다. 1. 용융 왁스를 왁스 사출 금형의 금형 캐비티에 주입한다. 왁스가 굳은 후, 금형을 열어 주조물과 동일한 형상의 왁스 모형을 제작한다. 2. 1단계에서 제작한 왁스 모형, 게이트 왁스 로드 및 공정 왁스 블록을 원심 주조 금형 조립체에 조립하고, 공정 왁스 블록은 왁스 모형의 끝부분에 배치한다. 3. 원심 주조 금형 조립체에 코팅 및 샌딩 작업을 층층이 적용한 후, 탈왁스 및 소성 과정을 거쳐 미리 확보된 구멍이 있는 쉘을 제작한다. 4. 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트의 끝부분을 고정 클립으로 고정하여... 이 공정에는 다음이 포함된다. 1. 사전 성형된 블록의 사전 성형. 2. 4단계에서 얻은 성형 블록을 금형 쉘의 미리 뚫린 구멍에 넣고, 구멍을 흑연 재료로 막고, 성형 블록을 고정하여 세라믹 금형 쉘을 얻는다. 3. 5단계에서 얻은 금형 쉘을 티타늄-알루미늄 합금 진공 용해로 내의 원심 주조기에 조립하고, 티타늄-알루미늄 합금을 진공 상태로 만들고 용융시킨다. 티타늄-알루미늄 합금이 용융되면 게이트를 통해 금형 쉘에 붓는다. 원심력에 의해 용융된 티타늄-알루미늄 합금이 금형 쉘의 공동으로 주입된다. 용융액이 응고되고 냉각된 후, 금형 쉘을 제거하여 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트로 강화된 티타늄-알루미늄 합금 복합 재료 또는 주조물을 얻는다.
본 발명은 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트를 외부 강화재로 사용한다. 설계 요구사항에 따라, 적합한 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트를 공정 이동식 금형 또는 고정 클램프를 사용하여 정밀하게 제작된 세라믹 금형 쉘과 결합합니다. 이를 통해 필라멘트가 세라믹 캐비티 내부에 고르게 분포 및 배열되어 특수 주조용 세라믹 금형 쉘이 제작됩니다. 제작된 특수 세라믹 금형은 진공 용해로 내의 원심 주조기에 장착됩니다. 용융된 티타늄-알루미늄 합금을 세라믹 금형에 부으면 원심력에 의해 용융 금속이 세라믹 캐비티로 빠르게 흘러 들어가 필라멘트 사이의 틈을 채웁니다. 이로써 용융된 티타늄-알루미늄 합금이 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트를 코팅하여 일체형 복합재료를 형성합니다. 용융된 티타늄-알루미늄 합금이 응고 및 냉각된 후, 세라믹 금형을 제거하면 복합재료 또는 주조품이 얻어집니다. 이로써 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트로 강화된 티타늄-알루미늄 합금 복합재료 또는 주조물의 제조 공정이 완료됩니다.
용융 및 주조를 통해 티타늄-알루미늄 합금 복합재료를 제조하면 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트 강화재를 티타늄-알루미늄 합금 기지에 효과적으로 혼입하여 균일한 분포와 우수한 복합재료 특성을 얻을 수 있습니다. 또한, 본 발명은 티타늄-알루미늄 합금의 액상 성형 공정 중에 니오븀 또는 니오븀 합금 필라멘트 강화재를 직접 첨가함으로써 제조 비용을 크게 절감합니다. 이 방법은 단순한 형상의 복합재료뿐만 아니라 복잡한 형상의 성형 부품 제조에도 적용 가능하여 폭넓게 활용될 수 있습니다.
