钛合金精密铸造技术

由于钛合金及其构件的合成制作具有相当高的技术含量，因此，钛合金材料使用数量的多少目前已经成为衡量航空（航天）飞行器先进程度的重要指标之一。但是为了实现航空（航天）飞行器总性价比的最优化，需要对钛合金的使用比例进行必要的控制。当前航空航天领域对于航空（航天）飞行器的总体要求是，安全可靠、使用寿命长、性能优秀、速度高、自重轻，其中降低航空（航天）飞行器的自身重量对于增加燃料、提高飞行器性能而言是至关重要的。
近年来,钛合金精铸技术发展很快，如开发了钛精空铸造+热等静压+热处理技术,可保证钛合金铸件质量接近于β-退火的钛合金锻件。开发了浮熔铸造技术，采用减压吸引法进行铸造，浇注时很少产生紊流，基本无气泡夹杂，很少产生铸造缺陷。在美国,真空压铸法作为新的钛铸造方法已进入实用阶段,这种方法不会产生铸件表面污染，质量比较稳定，也省去了后续的酸洗工序。
美国Howmet公司、波音公司与美国空军研究实验室联合进行薄壁钛铸件的开发。这次开发选择了C-17军用运输机发动机挂架的鼻帽和防火封严件为对象，各用一个整体铸件取代由17个Ti-6Al-4V合金钣金件组成的鼻帽和由多个零件、紧固件组成的防火封严件。经过努力，目前已达到1.27mm厚度的要求,并在新生产的C-17飞机中得到应用。国内方面，北京航空材料研究院曾成功浇铸出尺寸为630mm * 300mm * 130mm，最小壁厚仅为2.5mm的复杂框形結构。
该技术存在的问题，首先，大型钛合金构件将越来越多地应用在易疲劳断裂的关键部位。但大型复杂薄壁钛合金浇铸时液态金属硫将部分造型材料卷入金属流冷却后形成的夹杂容易导致裂纹的产生于扩展，尤其是钛合金铸件中大于10mm的缩孔,很难在热等静压中压扁焊合。基次,熔模铸造的充型凝固过程容易产生许多如卷气、夹杂、缩孔、冷隔等铸造缺陷,从而影响铸件性能。最后，虽然真空压铸法不存在以上问题，但它仅适用于制造形状简单的零件，铸件最大质量为18kg，最大尺寸为61cm * 46cm * 25cm，一次最多可铸造12个零件。