鈦合金精密鑄造技術

由于鈦合金及其構件的合成制作具有相當高的技術含量，因此，鈦合金材料使用數量的多少目前已經成為衡量航空（航天）飛行器先進程度的重要指標之一。但是為了實現航空（航天）飛行器總性價比的最優化，需要對鈦合金的使用比例進行必要的控制。當前航空航天領域對于航空（航天）飛行器的總體要求是，安全可靠、使用壽命長、性能優秀、速度高、自重輕，其中降低航空（航天）飛行器的自身重量對于增加燃料、提高飛行器性能而言是至關重要的。
近年來,鈦合金精鑄技術發展很快，如開發了鈦精空鑄造+熱等靜壓+熱處理技術,可保證鈦合金鑄件質量接近于β-退火的鈦合金鍛件。開發了浮熔鑄造技術，采用減壓吸引法進行鑄造，澆注時很少產生紊流，基本無氣泡夾雜，很少產生鑄造缺陷。在美國,真空壓鑄法作為新的鈦鑄造方法已進入實用階段,這種方法不會產生鑄件表面污染，質量比較穩定，也省去了后續的酸洗工序。
美國Howmet公司、波音公司與美國空軍研究實驗室聯合進行薄壁鈦鑄件的開發。這次開發選擇了C-17軍用運輸機發動機掛架的鼻帽和防火封嚴件為對象，各用一個整體鑄件取代由17個Ti-6Al-4V合金鈑金件組成的鼻帽和由多個零件、緊固件組成的防火封嚴件。經過努力，目前已達到1.27mm厚度的要求,并在新生產的C-17飛機中得到應用。國內方面，北京航空材料研究院曾成功澆鑄出尺寸為630mm * 300mm * 130mm，最小壁厚僅為2.5mm的復雜框形結構。
該技術存在的問題，首先，大型鈦合金構件將越來越多地應用在易疲勞斷裂的關鍵部位。但大型復雜薄壁鈦合金澆鑄時液態金屬硫將部分造型材料卷入金屬流冷卻后形成的夾雜容易導致裂紋的產生于擴展，尤其是鈦合金鑄件中大于10mm的縮孔,很難在熱等靜壓中壓扁焊合?；?熔模鑄造的充型凝固過程容易產生許多如卷氣、夾雜、縮孔、冷隔等鑄造缺陷,從而影響鑄件性能。最后，雖然真空壓鑄法不存在以上問題，但它僅適用于制造形狀簡單的零件，鑄件最大質量為18kg，最大尺寸為61cm * 46cm * 25cm，一次最多可鑄造12個零件。