钛和钛合金铸造的现状与展望.docx
钛和钛合金铸造的现状和展望随着钛合金铸造工艺，特殊是熔模精密铸造工艺的成熟与进展，以及热等静压的应 用，钛和钛合金铸件的质量目前已接近或者达到了变形钛合金件的水平。由于采纳铸件能 为设计者供应很大的设计敏捷性，钛合金铸件被快速推广应用到要求很高的飞机机身和大 型燃气涡轮发动机上。20世纪80年月中期以后，不仅军用飞机采纳了较多的钛合金铸件，民用飞机和发动 机上也开头使用钛合金铸件，如美国制造的波音757飞机上就有钛合金铸件约45个、波 音767上近有60个。从1984年到1999年美国钛和钛合金铸件的年平均使用量从392t 上升到1455t。随着钛和钛合金铸件的使用范围的扩大，又进一步促进了铸造工艺的进展与提高。目 前大型薄壁简单整体精铸钛合金铸件的最大直径已达到了 1300mm ,最大重量已达到 180kg，如GE90发动机的风扇机匣。目前钛和钛合金铸件无论是合金、铸造工艺和设施 以及铸件的质量保证（包括铸件的各种检验标准、手段、处理设施等），都已经达到了比 较完善的水平，基本满意了各种工业应用的需要。设计者已经考虑或者正在考虑把钛合金 的铸造系数由原来的1.5变为1。我们我国从20世纪60年月初期，开头讨论钛和钛合金铸造设施与铸造工艺，最早 开展这项讨论工作的是北京航空材料讨论院，该院于1962年开头自行设计制造了熔化量 为8kg钛的真空自耗电极电弧凝壳炉，并于1964年安装投入使用。随后与沈阳铸造讨论 所合作开展了捣实石墨型铸造工艺讨论，经过一年的努力，完成了该工艺的讨论工作，用 该工艺铸造出了我们我国航空发动机用的第一批Ti-6AI-4V合金铸件，并顺当通过了试验 考核工作。与此同时，该院还开展了各种铸造钛合金的讨论工作，分别研制和仿制了ZTA7、ZTC3、ZTC4、ZTC5、ZTC6、ZTA15 等铸造钛和钛合金。1965年以后,宝鸡有色金属加工厂等单位相继购置了真空自耗电极电弧凝壳炉，近 年来有的单位还安装了真空感应水冷铜t甘埸凝壳炉。在铸造工艺方面先后开发了机加工石 墨型、金属型、捣实石墨型、熔模精铸石墨型壳、铝面层陶瓷型壳、氧化物陶瓷型壳等， 并铸造了相应的钛和钛合金铸件。目前我们我国钛合金铸造工艺水平和铸件质量已经达到 了国际先进水平，大批量的民用铸件和高尔夫球头已出口国外，但从全国整体的铸造技术 水平和铸件质量来看，与世界主要我国的水平相比差距还匕蹄交大。为了使钛合金铸件的用量保持持续增长稳定，扩大应用范围，各国都在对下列专题开 展讨论开发工作：1 .如何进一步改善和提高造型工艺，降低成本,提高铸件质量。2 .讨论开发新的熔炼铸造设施与工艺，如改用真空感应水冷铜炉堤凝壳炉，以提高液 态钛的过热度，改善流淌性和充填性。3 .讨论探究提高铸件质量和改善铸造合金性能的新方法，进一步提高铸件的牢靠性， 以便扩大应用范围。4 .讨论开发新的成形工艺，如压力铸造等，以便获得质量更好的近净型钛和钛合金制 件。5 .讨论锌合金，如高强度和高温合金，Ti-15-3合金和TiAI金属基化合物，以提高和扩大钛合金铸件的使用范围。6 .讨论海绵钛生产的新方法，以降低生产成本，使之能铸出更大、更薄、更简单、尺 寸更精、质量更好、性能更牢靠、使用温度更高、价格更低、应用范围更广的钛合金铸 件。
