揭秘大型複雜鈦合金鑄件熔模精密鑄（zhù）造技術：從無到有，鑄造輝（huī）煌
　　隨著科技的不斷進步，鈦合金因其高強度、低密度和優異的耐腐（fǔ）蝕性，在航空航天、醫（yī）療（liáo）、能源等領域（yù）得到了廣泛應用。大型複雜鈦合金鑄件的熔模精（jīng）密鑄造技術作為鈦合金（jīn）加工的重（chóng）要手段，更是成為了現代製造（zào）業的尖端精密（mì）加工www.dlzxxx.cn技術（shù）之一。本文將帶您深入了解這（zhè）一技術的奧秘，探究其如何助力現代工業實現突破。
　　一、熔模精密鑄造技術概（gài）述
　　熔模精密鑄造，又稱為失蠟鑄造或熔模鑄造，是一（yī）種近淨成形的高精度鑄造（zào）方法。該技術以蠟模為原（yuán）型，經過精（jīng）密（mì）加工後，在蠟模表麵塗上（shàng）多層耐火材料，形成鑄型。隨後加熱使蠟模熔化流出，形成型腔，最後澆入熔融金屬，冷卻凝固後獲得鑄件。由於鈦（tài）合金熔點高、化學活性強，對熔模精密鑄造技術提出了更高要求（qiú）。
　　二、大型複雜鈦合金鑄件熔模精密鑄造技術特點
　　高精度：熔模精密鑄造技術能夠實現複雜形狀和結構的（de）精確複製，滿足對大型鈦（tài）合金鑄件高精度的要求。
　　材料利用率高：該技（jì）術采用近淨成形，減少了機械加工餘量，提高了材料利用率。
　　性能優異：鈦（tài）合金（jīn）鑄件經過熔（róng）模（mó）精（jīng）密鑄造（zào）後，具有優異的力（lì）學（xué）性能和耐（nài）腐蝕性，能夠滿足各種極端條件下的使用要求（qiú）。
　　三、大型複（fù）雜（zá）鈦合（hé）金（jīn）鑄件熔模精（jīng）密（mì）鑄造工藝流程
　　蠟模製（zhì）作：采用精密雕刻（kè）技術製作蠟模，確保蠟（là）模的尺寸精度和表麵質量。
　　塗層製（zhì）備：在蠟模表麵塗覆（fù）多層耐火材料，形成堅固的鑄型。
　　脫蠟與型腔形成：加（jiā）熱使蠟模熔化流出，形成完整的型腔。
　　澆注與凝固：將熔融的鈦合金澆（jiāo）入型（xíng）腔，經（jīng）過合適的冷卻時間，鈦合金凝固成鑄（zhù）件。
　　後處理：對鑄件進行清理（lǐ）、打磨、熱處理等後處理，以獲得最終產品（pǐn）。
　　四（sì）、技術挑戰與展望
　　大型複雜鈦合金鑄件熔模（mó）精密鑄造技術雖然具有諸多優（yōu）點，但也麵臨著一些技術挑（tiāo）戰，如蠟模（mó）製作精度、耐火材料選擇、鈦（tài）合金熔煉與澆注控製等。未來，隨著（zhe）新（xīn）材料、新工藝的不斷湧現，該技術有望（wàng）在精（jīng）度、效率、成本等方麵實現更大的突破，為更多（duō）領域提供強大的技（jì）術支持。
　　大型複雜鈦合金鑄件（jiàn）熔模精密鑄造技術
　　鈦合（hé）金具有密（mì）度低、比（bǐ）強度高、抗（kàng）腐蝕性能好等（děng）優（yōu）點，廣泛應用於航空、航天、船舶、電子等各個（gè）領域。隨著航空、航天工業（yè）的（de）發（fā）展，對裝備的載荷、強度、剛性（xìng）等要求越來越高，大型複雜鈦合金整體鑄（zhù）件逐步取代傳統（tǒng）的“多件組合”結構（圖1）。特別是在航空製造領域，發動機在需（xū）要高推重比的同時，還要具備更長壽命、更高可靠性與經濟性及滿足適航（háng）認證要求，加快了（le）鈦合金鑄件向功能化、整體化、輕量化、大型化發展，鑄件已從傳統意義上的毛坯升（shēng）級為近淨形整體功能部（bù）件。鑄件結（jié）構越來（lái）越複雜、外廓尺寸越來越大、最小壁厚越來越薄；尺（chǐ）寸精度越來越高（gāo）、冶金質量要求近乎嚴苛；對鑄件（jiàn）的可靠性、安全性、長時穩定性等要求越來越明（míng）確（què）。這些都對大（dà）型鈦（tài）合（hé）金結構件提出了越來越高的要求。
　　圖1大型（xíng）複雜（zá）鑄件示（shì）意圖
　　Fig.1 Example of large complex castings
　　1國內大型鈦（tài）合金鑄件發展現（xiàn）狀
　　20世紀90年（nián）代初，我（wǒ）國航空發動機的鈦合金機匣采用分體鑄造（zào）再焊接成（chéng）整體部件方式生產，在使用過程中由於機（jī）匣焊接量大，部件剛性差，易產生疲勞裂紋，部件可靠性和壽（shòu）命下（xià）降，難（nán）以實現（xiàn）全壽命使用。隨著航空發動機性（xìng）能要求不斷提（tí）升，分體鑄造再焊接成整（zhěng）體部件的機匣類構件已滿足（zú）不了航（háng）空發動機的使用要求，需采用（yòng）結（jié）構剛性更好、更為（wéi）可靠的整體鑄件。
　　國內（nèi）從20世紀90年代起開展（zhǎn）大型鈦合金鑄件的研製工作，整體鑄造的中介機匣率先在XX10發動機（jī）上使用。開展鈦合金鑄造技術研究和鈦合金鑄件研製生（shēng）產的單位（wèi）有航空工業貴州安吉航空精密鑄造有限責任公司、中國航發（fā）北京航空材料研究院、中科（kē）院金屬所、沈（shěn）陽鑄造研究所、洛陽（yáng）船舶材料研究所等。其中（zhōng），航空工業貴州（zhōu）安吉航空精密鑄造有限責任公司、中國航發北（běi）京航空材料研究院是航空用（yòng）鈦合金鑄（zhù）件研製和生產主（zhǔ）要單位。近年來，我國研製的鈦合金鑄件尺（chǐ）寸不斷增大，從輪廓尺寸為（wéi）Φ890 mm航空發動機中介機匣，發展（zhǎn）到輪廓尺寸為1 372 mm×782 mm×621 mm的某（mǒu）鈦合金異（yì）形結構件（圖2）。
　　圖2某型飛機鈦合金異形結構件
　　Fig.2 Titanium alloy casting for a certain type of aircraft
　　長期以來，大型（xíng）複雜鈦合金鑄造主要以型號（hào）任務為技（jì）術發展導向，通用技術的發展相對滯緩，造（zào）成了鈦合金鑄造技術的進步趕不（bú）上當前（qián）鑄件（jiàn）質量（liàng）及尺寸的發展需求，使得當前研製及生產中的大型複雜鈦合金鑄件的製備一（yī）直存在型麵尺寸精（jīng）度低、冶（yě）金缺（quē）陷較多、批次穩定性不夠等方麵的技術瓶頸。
　　2大型複雜鈦合金（jīn）鑄件製造技術
　　20世紀（jì）80年代至90年代初（chū），我國基本形成了（le）鈦合（hé）金精密鑄造技術體係，近年來開始注重近淨形熔模（mó）精密鑄造技術的工程化應用技術（shù）研究。鑄造技（jì）術是實現鑄造產品質量符合性的基礎，質量符合性是產（chǎn）品能否實現（xiàn）裝備（bèi）所需功能的必要保障。從鑄造技術到（dào）產品（pǐn）功（gōng）能實現是一個複雜的過程，各項鑄造技術通過質量一致（zhì）性來實現產品（pǐn）功能。因此，鑄造（zào）技術（shù）基礎（chǔ）是否紮實，尤其是能否突破瓶頸技術、關（guān）鍵技術（shù），是大型複雜鈦合金鑄件能否安（ān）全、可靠地實現其應（yīng）有功能的重中之重。下麵就鈦合金鑄造過程（chéng）中的尺寸精度控（kòng）製（zhì）技術及冶金質量控製技術進行分析。
　　2.1大型複雜鈦合（hé）金鑄件尺寸（cùn）精度控製技術
　　精密鑄造（zào）的（de）工藝流程複雜，從蠟模到型殼、再到鑄件，進（jìn）行遞次的形狀複製。蠟模、型殼的形狀和尺寸穩定性及精度傳遞過程對最終獲得高精度鑄件具有重大影響。鑄件後續的焊接、熱處理（lǐ）、加工均會（huì）帶來鑄件的變形。
　　2.1.1關鍵技術難（nán）點（diǎn）
　　大型複雜鈦合金鑄件受結構限製以及製造過程多因素影響，造成鑄件變形和尺寸收縮影響（xiǎng）因素的多樣性，要實現變形與尺寸控製（zhì）就必須分別弄清各因素產生變形的機理，才能製定有效（xiào）的控製方（fāng）法（fǎ）[3-4]。造成鑄件變形的主要因素如下。
　　（1）蠟模變形。由於結構複雜，蠟模模具打（dǎ）開後，模具活塊隻能逐個取出。此（cǐ）時蠟模一部分與模具活塊（kuài）接觸，另一部分被裸露出來，這造成蠟模各部位所受到（dào）的束（shù）縛不能被同時解除且接觸的外界溫度也不同，形成的收縮（suō）不同；而由於大麵積薄壁和不等的壁厚差，蠟模自身收縮也不一致（zhì）。在蠟模存放過（guò）程中，存放方式、環境溫度變化、自重等也會帶來蠟模的變形。
　　（2）型（xíng）殼變形。大型複雜模組在製殼過程中受（shòu）自重影響在模（mó）組（zǔ）幹燥存（cún）放過程中會發生變形；型殼是在室溫環境下複製蠟模尺（chǐ）寸，而澆注後（hòu）型殼溫度（dù）會升高到鑄件澆注溫度附近，型殼溫度變化會引起其（qí）尺寸發生變化；澆注過程中受金屬液和離心力的作用，型殼（ké）也會（huì）產生變形。
　　（3）鑄件凝固變形。在蠟模組安裝冒口和澆道以及（jí）鑄件澆（jiāo）注過程中，鑄件的冷卻環（huán）境和（hé）凝固收縮都受（shòu）到（dào）澆冒口的影響，由於鑄件本身結構的不均勻、大麵積薄壁易變形、尺寸大收縮差大（dà）等特點，受到澆（jiāo）冒係統對其溫（wēn）度場和收縮應力的影響（xiǎng）就更大。
　　（4）焊接變形（xíng）。在技術標準（zhǔn）範（fàn）圍內，鑄件的某些缺陷可以通過補焊修複，但（dàn）補焊過程（chéng）中因局部溫度與組織變化產生的應力會導致鑄件變形。
　　（5）結構變形。與（yǔ）一般鑄件相比，大（dà）型鈦合金鑄件的尺寸和壁厚差異較大，尺寸波動受製模、製殼、澆注、熱（rè）等（děng）靜（jìng）壓、熱處理（lǐ）等過程中的工藝（yì）環境（jìng）影響更顯著。
　　2.1.2解（jiě）決的技術途徑
　　通過係統研究鑄件變形及尺（chǐ）寸（cùn）精度演變（biàn）規（guī）律，確定全流程尺寸誤差鏈的關鍵環節，並采取相應的工藝技術措施，突破以下尺寸精度控製關鍵技術。
　　（1）蠟模（mó）尺（chǐ）寸精度控製技術。通過冷卻收縮、重力（蠕變）對蠟模變形規律影響的（de）測試與分析，在環境溫度受控的前提下，優化蠟模存放條件；通過蠟模胎模/矯形模（mó），控製蠟模的形位變形量，保證蠟模的圓度、平麵度符合工藝要求（qiú）；采用三坐標或藍光檢測方法評價蠟模尺寸精度的（de）符合性。
　　（2）型殼尺寸精度控製（zhì）技術。通過製殼過程中載荷分析與校（xiào）驗、脫蠟/焙燒/預熱條件下高（gāo）溫-重力對型殼變形影響熔體熱作用和充型載荷對型殼變形影響、離心力對型（xíng）殼變形的影（yǐng）響研究，係統製定型殼防變形措施，如：設計製造模組防變形工（gōng）裝；調控製殼工藝（濕強度、高溫強度）；調整優化脫蠟、焙燒、預熱工藝參數，將型（xíng）殼變形率控製在最小範圍。
　　（3）鑄件尺寸精度控製技術。研究凝固冷卻收縮對鑄件形狀和尺寸影響（xiǎng），結合凝固過程（chéng）應力-應變模擬分析結果，通過控製熔鑄（zhù）過程工藝參數（如：鑄型溫度、澆注溫度等）、調整澆注係統、局部增（zēng）厚或減薄型殼強度、控製因凝固和冷卻收縮受阻造成的（de）應力不均和應（yīng）力集中等方法，使鑄件收縮更均勻。
　　（4）後處理熱過程（chéng）尺寸精度控製技術。在分析大型鑄件在熱處理（含熱等靜壓、時效等）、焊接等熱過程中變（biàn）形（xíng）規律的基礎上，運（yùn）用金屬材料的蠕變特性（xìng），設（shè）計和製造必（bì）要（yào）的熱定型工裝（zhuāng）和防變形工（gōng）裝以減小後處理熱過程中鑄件變形。
　　2.2大型複雜鈦合金鑄件質量控製（zhì）技術
　　2.2.1關鍵技術難點
　　由於過程控製（zhì）難（nán）度更大，大型複雜鈦合金鑄（zhù）件缺陷產生的可能性較中小尺寸鑄件增（zēng）加。從現有大型鈦合（hé）金鑄件的（de）生產與（yǔ）加工情況來看，鑄件澆注後幾乎都存在一定數量的冶金缺陷，靠補焊挽救，毛坯合格後，在加（jiā）工過程的（de）熒光檢查中，還會有部分鑄件存（cún）在熒光顯示。對鑄件質量影響的主要因素有以下幾（jǐ）方麵。
　　（1）外廓尺寸不斷（duàn）增加，加大了熔體的流動距離，延（yán）長了熔體與鑄型接觸的時間，增加了熔體與鑄型相互作用的（de）機會（huì）。
　　（2）壁厚差不斷增大，增加了縮孔、疏鬆和應力集中的機會。
　　（3）最小壁（bì）厚越來（lái）越（yuè）小，增大了欠鑄、澆不（bú）足的可能性。
　　（4）鑄件結構越來越複雜，使金屬液填充（chōng）過程處於多管流動過程，極易將外來物（wù）卷入鑄件成為夾雜、夾渣等缺陷。
　　2.2.2解決的技術途徑
　　（1）采用數值模擬分析（xī）型殼受熱條件下的溫度場和澆注時的金屬液流場、溫度場及應力場變化規律。構建實際工（gōng）況下的溫度測量係統（tǒng），對實（shí）際（jì）生（shēng）產（chǎn）過程的溫度狀態和金屬液流動進行測量，從而檢驗（yàn）和修正數值模擬結果。
　　（2）改進型殼溫度控（kòng）製方（fāng）法。通過型殼局部保溫或（huò）激冷等手段（duàn）實現型殼散熱條件的差異化精確（què）控（kòng）製，配（pèi）合澆注工藝設計，優化金（jīn）屬液（yè）凝固順序，減少充型不完整、補（bǔ）縮不足導致的鑄件缺陷。
　　（3）針對構件結構特點，結合計（jì）算（suàn）機模擬優化的澆注方（fāng）案，研究鑄型預熱溫度對金屬液充型補縮性能的影（yǐng）響，獲得（dé）優化的鑄型預熱溫度，減少流（liú）痕（hén）、澆不足、縮鬆縮孔等缺陷，實現鑄件（jiàn）完整成形。
　　（4）采用計算機有限元（yuán）模擬技術分析溫度場對凝（níng）固中縮孔等缺（quē）陷形成的影響，預測缺陷位置。基於此結果，優化三（sān）維鑄件結構、澆冒口等澆注係（xì）統設計。采用X射線探傷（shāng）、滲透檢驗等無損檢驗手段，結合（hé）鑄件解剖，分析（xī）檢測（cè）成形（xíng）的鑄件冶金缺陷及其分布（bù）規律，並與有限（xiàn）元模擬結果對比驗證，迭（dié）代工藝參數設置（zhì），優化澆注工藝。
　　（5）采用熱（rè）等（děng）靜壓技術消除鑄件（jiàn）內部縮鬆縮孔缺陷。
　　3大型複雜鈦合金熔模鑄造工藝案例
　　如（rú）圖2的某鈦合金異形結構鑄件是典型的大型複雜鈦合金鑄件。鈦合金（jīn）鑄件製造工序流程長（從投料到鑄件入庫需要經過70餘道（dào）主要工序），任一工藝（yì）過程操作質量（liàng）對鑄件最終質量都將造成影響。主要的工藝過（guò）程有（yǒu）：蠟模壓製、蠟模組合、塗料製殼、熔煉澆注、吹砂（shā）打磨（mó）、排故補焊（hàn）、酸（suān）洗熒光、熱（rè）等靜壓、多次X光探傷、矯形、機加終檢等（děng）。由於鈦合金熔體非常活潑，澆注熔體多采用（yòng）真（zhēn）空自耗（hào）電極凝（níng）殼爐（lú）獲得，但因（yīn）該種（zhǒng）熔煉方式金（jīn）屬液過熱度（dù）不高，造成熔體本身（shēn）粘（zhān）度大、流動性差，通常采用離心澆注的方式進行鑄造生產。
　　3.1製模過程
　　3.1.1製模工藝
　　蠟模（mó）尺寸控製是鑄件（jiàn）尺寸控製的首要環節，為保（bǎo）證蠟模尺寸的準確性（xìng），同時（shí）驗證工藝參數的可行性，壓製了不同壓型（xíng）預熱溫度、射（shè）蠟壓力和保壓時間的蠟模（mó），對（duì）蠟模尺寸劃線檢查、三維掃描（圖3）和破壞性全麵尺寸測量，確定適合的製模工藝參數。
　　圖3三維掃描結果
　　Fig.3 Three-dimensional scanning results
　　3.1.2蠟模（mó）尺寸控（kòng）製技術
　　設計（jì）了蠟（là）模胎模和測具，對蠟模進行符合性矯正。鑄（zhù）件曲麵所對應的（de）蠟模曲麵變形量（liàng）測量（liàng）結果表明，設計的蠟模胎模和測具能有效控製（zhì）蠟模變形，經胎模固化、測具檢查控製和胎模局部矯正後的蠟模（mó）尺寸能控製在0.5 mm左（zuǒ）右（圖4）。
　　圖4蠟模胎模和測具
　　Fig.4 Wax pattern and gauge
　　3.2澆注係統設計
　　3.2.1計算機（jī）工藝（yì）方案模擬
　　利用鑄造工藝模擬仿真軟件對（duì）表1所示不（bú）同工藝（yì）參數（shù）下的（de）工藝方案進行了澆注和凝固模擬（nǐ）分析，為澆注（zhù）工藝參數優化提供了依據。模（mó）擬過程見（jiàn）圖5。
　　表1工藝模擬方案
　　Table 1 Scheme of process simulation
　　圖5工（gōng）藝模擬充型和凝固過程
　　Fig.5 Simulationsof mold filling and solidification processes
　　3.2.2模擬結果分析
　　由圖5分析結果可知，方案（àn）一充型、補縮效（xiào）果更好，其主要原因為離心轉速高，有利於合金的充型（xíng）和補縮。若降低離（lí）心轉（zhuǎn）速，則必須大幅度提高型殼預熱（rè）溫度和加大（dà）補縮通（tōng）道。但是兩種方案的軸承孔處冒口容量都不夠，補縮效果都不好（hǎo），需加大厚大部位的（de）補縮。
　　3.2.3澆注係統確定
　　由於鑄件具有外廓（kuò）尺寸大、薄壁的特點，蠟（là）模組合工藝方案（àn）主要考慮了以下兩個問題：
　　（1）設計合適的內澆道與橫澆道以及中心澆道的比例關係，以保證型腔內獲得足夠的（de）壓強；
　　（2）由於蠟模為非對稱薄壁異型麵，組合方案（圖6）需要考慮模組在（zài）製殼旋轉過程中容易因重量不平衡而產生（shēng）扭矩，導致模組斷裂。特製做塗料用工裝。
　　圖6蠟模組合工（gōng）藝示意圖
　　Fig.6 Diagram showingwax pattern assembly process
　　3.2.4防變形設計
　　考慮鑄件筋板跨（kuà）度大易（yì）變形，為保證蠟模強度，避（bì）免蠟模和鑄件後工序變形，在蠟模相應位置組合設計製造、安（ān）裝了工藝筋，用以連接跨度較大（dà）的鑄件筋板（bǎn），形成了（le）防變形框架，如（rú）圖7所示。
　　圖7蠟模防變形工藝筋
　　Fig.7 Process reinforced bar for wax pattern deformation prevention
　　3.2.5專用塗料工裝設計（jì）
　　鑄件蠟模結構為非對（duì）稱（chēng）薄壁異型結構，在組合（hé）和塗料過程中常在澆（jiāo）冒口等（děng）連接部位出現裂紋或斷裂（liè），增加了鑄件變形、跑（pǎo）火、氣孔和高密度夾渣缺陷的風險。為改善模組的受力情況，發揮工裝的防變（biàn）形和對模組的保護作用，最大限度減（jiǎn）少模組出現裂紋（wén）或斷裂的風險，提高鑄件的實物質量，設計製造（zào）了專用組合工裝，防止蠟模在組（zǔ）合及塗（tú）料過程中的變形，如圖8所示。
　　圖8專用組合工裝
　　Fig.8 Special combination tooling
　　3.3製殼技術
　　鑄件蠟模尺寸大、壁（bì）薄、整體強度差，在塗料過程中易發生垮塌或產生微裂紋。脫蠟後在型腔內表（biǎo）麵形成飛翅，澆注時卷入金屬液中形成夾渣。因此，必須用（yòng）加固框架增強蠟模組的強度，並且在操作過程中要認真，防止（zhǐ）模組（zǔ）發生垮塌（tā）或蠟模產生裂紋。
　　3.3.1製殼操作
　　由於（yú）模組輪廓尺寸超出現有塗料生（shēng）產機械手的規格限製，隻能（néng）手工（gōng）塗料（liào），增加了模組沾漿和撒砂均勻性的難度，塗料工藝穩定性差。為此設計製造了專用塗料吊軸，采用吊車和人工旋轉塗（tú）料。
　　3.3.2製（zhì）殼工藝材料研（yán）究
　　高密度夾雜和熒光線性顯示一直是鈦合金鑄件的主要缺陷，型殼質量穩定性不高是主要原因之一。為進一步提高（gāo）鈦合金鑄件質量，縮短生產周期，采用（yòng）堿性製殼材料（矽溶膠為主）替代酸性製殼材料（以二醋酸鋯為主），型殼經塗料焙燒後，表麵質量良好，無表麵裂紋和麵層脫落現象。經X光透視表明，鑄件高密度夾渣缺陷大幅度減少（shǎo）。
　　3.4熔化澆注工藝技術研究
　　正確選（xuǎn）擇與控製熔煉工藝參數，是保證獲得優質鑄件的關鍵環節。由於鈦合金是（shì）活潑性金屬，熔融狀態容易與N2、O2、H2等氣體發（fā）生反應，因此鈦合金熔煉（liàn）和澆注過（guò）程（chéng）要在真空狀態下進行，既防（fáng）止鈦液氧化，又（yòu）防止合（hé）金內的N2、O2、H2含量超出標準要求。
　　工藝參數確定（dìng）。
　　（1）真空度。防止熔融鈦液氧化，選擇較高的真空度，真空壓（yā）力需（xū）小於4 Pa。
　　（2）電參數。由於鑄件輪廓尺寸大、壁厚薄，要得到完（wán）整的鑄（zhù）件，需要較高的熔（róng）煉溫度，對於真空電弧熔煉，在保證電壓不能過高的情況下，提高（gāo）溫（wēn）度的關鍵是要盡量提高熔煉電流。同時（shí），為使設備（bèi）熔煉過程處（chù）於安全狀態，在（zài）提高熔煉電流的同時（shí）要防止斷弧和偏弧。綜合上（shàng）述（shù）分析，采用的熔煉電參數為：熔化電壓為34～50 V；熔化電流為28 000～32 000 A；熔化量按照模組重量計算。
　　（3）離心轉速。提高（gāo）離心轉速是（shì）大型、薄壁鑄件充型的關鍵，根（gēn）據理（lǐ）論計算公（gōng）式為：
　　式（shì）中：n為離心盤轉速（r/min）；G為重力係數；R為離（lí）心盤旋轉中心到鑄件（jiàn）的最短距離（cm）。考（kǎo）慮（lǜ）鑄（zhù）件結構的特點，計算選用的離心轉速為200 r/min。
　　此外，因鑄件外輪廓尺寸較大，製作了專用的裝（zhuāng）爐箱以保證型殼有足夠的強度承受設計（jì）轉速下的離心力，如圖9所示。
　　圖9裝箱、裝爐示意圖
　　Fig.9 Schematic diagram of packing and furnace loading
　　3.5鑄件後處理尺寸控製
　　3.5.1鑄件熱處理防變（biàn）形工裝設計
　　通過對比熱等靜壓前後鑄件尺（chǐ）寸發現，鑄（zhù）件（jiàn）經熱等靜壓處理（lǐ）後存在一定的變（biàn）形量。為此依據鑄件在熱等靜壓過程中的裝爐方式，從避免鑄件變形考慮（lǜ），設計了圖10所（suǒ）示的熱等（děng）靜壓防變形工裝。同時為滿足（zú）現場研製要求，焊接製造了簡易熱等靜壓卡板，應用後對鑄件防變形（xíng）起到了一定效果，熱等（děng）靜壓後鑄件經劃線（xiàn）檢查曲麵偏差能控製在1.5 mm左右。
　　圖10熱處理防變形工裝
　　Fig.10 Deformation prevention tooling for heat treatment
　　3.5.2鑄件真空蠕變熱矯形工藝優化研（yán）究
　　為了保（bǎo）證鑄件變形後的尺寸形狀和位置精度，設計製造了熱矯形模具，並進行了（le）熱矯（jiǎo）形工藝實（shí）驗。在鑄件研製中優化了兩種整體熱矯形工裝設計思（sī）路，具體見表2中（zhōng）優化方案1和2。
　　表2熱矯形工藝方案（àn）對比（bǐ）
　　Table 2 Comparison of thermal orthopedic procedures
　　利用（yòng）優化方案（àn）2的矯（jiǎo）形模對鑄件進行矯形後，鑄件經劃線檢（jiǎn）查和三坐標擬合檢查後，曲麵的尺寸偏差能（néng）控製在（zài）1.5 mm左右。
　　3.6某（mǒu）鈦合金異形結構件（jiàn）研製結果（guǒ）
　　（1）對製模、組合、塗料、熔煉澆注、熱矯形（xíng）等鑄造過程采取的技術措施（shī）有（yǒu）效、可控。
　　（2）鑄件質量符合（hé）GJB2896A之I類B級驗收要求、尺寸狀態符（fú）合HB6103—2004/CT7。經裝機試驗，滿足使用要求。
　　4結束語
　　大型複（fù）雜鈦合金整體鑄件已經成為鈦合金熔模鑄造的（de）發展趨勢（shì），我國相關技術與國外相比（bǐ）仍存在較大差距。為減少質量波動、提高鑄件質量（liàng），以下鑄造關鍵過程的控製尤為重要：
　　（1）確定（dìng）合理製模參（cān）數及蠟模防變形措施是大型複雜鈦合（hé）金鑄件精密鑄造尺寸精度控（kòng）製的關鍵；采用熱矯形對鑄件尺寸（cùn）進行控製是應對大型複雜鈦合金鑄件精密鑄造尺寸（cùn）變形的重要方法；
　　（2）針（zhēn）對大型複雜鈦合金鑄件，應（yīng）適當（dāng）增加離心轉速、提高預熱溫度，在離心（xīn）半徑較（jiào）小（xiǎo）部位及厚大部位加大冒口補縮，能有效提高質量；
　　（3）采用計算機模擬（nǐ）優化澆注係統設計，可縮短（duǎn）大型複雜鈦合金鑄件研製周期（qī），快速提（tí）升產品質量。
　　結語
　　大型複雜鈦合金鑄件（jiàn）熔模精密鑄（zhù）造技術作為現代製造（zào）業的瑰寶（bǎo），不僅展示（shì）了（le）人類智慧的結晶（jīng），更為推動工業發展注入了強大動力。隨著技術的不斷進步和應用領域的（de）拓展，我們有理由相信，這一技術將在未來繼續書寫輝煌篇章，為人類社會的（de）進步貢獻更多力量。
　　文（wén）章引用：冉興（xìng）,呂誌剛,曹建等.大型複（fù）雜鈦合金鑄（zhù）件熔模精密（mì）鑄造技術（shù）[J].鑄造,2021,70(02):139-146.