钛合金精密铸造技术发展现状

钛合金精密铸造技术具有成形精度高、生产周期短、尺寸灵活性好等特点，可以很好地适应高精度、复杂钛合金薄壁构件的研制。其中，石墨型铸造和熔模精密铸造在航天领域应用广泛，主要用于叶轮类、舱体类、机匣类产品的研制。

目前，国外在中温中强钛合金精密铸造技术方面已十分成熟，主要合金牌号为 Ti-6-4和 BT20。在高温高强钛合金精密铸造方面主要涉及 β-21S、 BT35、Ti1100、IMI834 等牌号，但是其铸造工艺目前仍存在铸件性能低、焊接困难、铸件开裂倾向高等缺点。

航天领域大型、复杂精密结构以及钛合金铸件高性能化的发展需求，快速推动了磁悬浮熔炼、3D打 印、计算机数值模拟、热等静压致密化等新技术新工艺在精密铸造领域的应用和发展。

目前，3D 打印技术已可实现 1800 mm×1000 mm×700 mm 整体铸造型壳或型芯的制作，其精度可控制在 0.3 mm 以内，代表性厂商主要有德国 ExOne、Voxeljet 公司、美国 SolidScape、3DSystem 公司。

此外，数值模拟技术已被广泛应用于铸造的充型、凝固、缩松及缩孔预测、应力分布预测等过程，可有效指导铸造工艺、提高铸件精度和质量，目前主流的数值模拟软件厂商有美国 Procast、日本 Soldia、德国 Magma Soft、中国华铸 CAE 等。

在性能改进方面，热等静压致密化技术已被广泛应用于铸件后处理过程中，可使缺陷发生冶金闭合、消除缩松及缩孔、改善成分偏析，有效提升铸件的显微组织及力学性能，但仍需要关注并解决铸件在热等静压过程中组织粗化、相变导致的性能下降以及变形控制的问题。目前，随着多种工艺技术的进步，钛合金精密铸造技术呈现出了技术种类多元化、交叉化、普适化的发展趋势，已可生产出直径 2m 量级的大型钛合金铸件，铸造公差可达±0. 13 mm，最小壁厚可控制在1.0 mm。