鈦合金精密鑄造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

鈦合金精密鑄造技術(shù)具有成形精度高、生產(chǎn)周期短、尺寸靈活性好等特點(diǎn)，可以很好地適應(yīng)高精度、復(fù)雜鈦合金薄壁構(gòu)件的研制。其中，石墨型鑄造和熔模精密鑄造在航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，主要用于葉輪類、艙體類、機(jī)匣類產(chǎn)品的研制。

目前，國外在中溫中強(qiáng)鈦合金精密鑄造技術(shù)方面已十分成熟，主要合金牌號為 Ti-6-4和 BT20。在高溫高強(qiáng)鈦合金精密鑄造方面主要涉及 β-21S、 BT35、Ti1100、IMI834 等牌號，但是其鑄造工藝目前仍存在鑄件性能低、焊接困難、鑄件開裂傾向高等缺點(diǎn)。

航天領(lǐng)域大型、復(fù)雜精密結(jié)構(gòu)以及鈦合金鑄件高性能化的發(fā)展需求，快速推動了磁懸浮熔煉、3D打 印、計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬、熱等靜壓致密化等新技術(shù)新工藝在精密鑄造領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

目前，3D 打印技術(shù)已可實(shí)現(xiàn) 1800 mm×1000 mm×700 mm 整體鑄造型殼或型芯的制作，其精度可控制在 0.3 mm 以內(nèi)，代表性廠商主要有德國 ExOne、Voxeljet 公司、美國 SolidScape、3DSystem 公司。

此外，數(shù)值模擬技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于鑄造的充型、凝固、縮松及縮孔預(yù)測、應(yīng)力分布預(yù)測等過程，可有效指導(dǎo)鑄造工藝、提高鑄件精度和質(zhì)量，目前主流的數(shù)值模擬軟件廠商有美國 Procast、日本 Soldia、德國 Magma Soft、中國華鑄 CAE 等。

在性能改進(jìn)方面，熱等靜壓致密化技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于鑄件后處理過程中，可使缺陷發(fā)生冶金閉合、消除縮松及縮孔、改善成分偏析，有效提升鑄件的顯微組織及力學(xué)性能，但仍需要關(guān)注并解決鑄件在熱等靜壓過程中組織粗化、相變導(dǎo)致的性能下降以及變形控制的問題。目前，隨著多種工藝技術(shù)的進(jìn)步，鈦合金精密鑄造技術(shù)呈現(xiàn)出了技術(shù)種類多元化、交叉化、普適化的發(fā)展趨勢，已可生產(chǎn)出直徑 2m 量級的大型鈦合金鑄件，鑄造公差可達(dá)±0. 13 mm，最小壁厚可控制在1.0 mm。