揭秘大型複雜鈦（tài）合（hé）金鑄件熔模精密鑄造技術：從無到有，鑄（zhù）造輝煌
　　隨著科技（jì）的不（bú）斷（duàn）進步，鈦合金因其高強度、低密度和優異的耐腐蝕性，在航空航天、醫（yī）療、能源等領（lǐng）域得到了廣泛應用。大型複雜鈦合金鑄件的熔（róng）模精密鑄造技術作（zuò）為鈦合（hé）金加工（gōng）的（de）重要手段，更是成為了現代製造業的尖端（duān）精密加工www.dgszm.com技術之一。本文將帶您深入了解這一技術的奧秘（mì），探究其如何助（zhù）力現代工業（yè）實現突破（pò）。
　　一、熔模精密（mì）鑄造技術概述
　　熔模精密鑄造，又稱為失蠟鑄造或熔模鑄造，是一種（zhǒng）近淨成形的高精度鑄造（zào）方法。該技術以蠟模為原型，經過精密加工後，在（zài）蠟模表麵塗上多層耐（nài）火材料，形（xíng）成鑄型。隨後加熱（rè）使蠟模熔化流出，形成型腔（qiāng），最後澆（jiāo）入熔（róng）融金屬，冷卻凝固後獲得鑄件。由於鈦合金熔點高、化學活性強，對熔模精（jīng）密鑄造技術提出了更高要求。
　　二、大型複（fù）雜鈦合金鑄件（jiàn）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精確複（fù）製，滿足對大（dà）型鈦合金鑄件高精度的要求。
　　材（cái）料利用率高：該技術采用近淨成形，減少了機械加工餘量，提高了材料利用率。
　　性（xìng）能優異：鈦合金鑄件經過熔模精密鑄造後，具有優異（yì）的力學性能和耐腐蝕性，能夠滿足各種極端條件下的（de）使用要求。
　　三、大型（xíng）複雜鈦合金鑄件熔模精密（mì）鑄造工藝流程
　　蠟模（mó）製作：采（cǎi）用精密雕（diāo）刻技術製作蠟模，確保蠟模的尺寸精度和表（biǎo）麵質量。
　　塗層製備：在蠟模表麵（miàn）塗覆多層耐火材料，形成堅固的（de）鑄型。
　　脫蠟與型腔形成：加熱使（shǐ）蠟模熔（róng）化（huà）流（liú）出，形成完整的型腔。
　　澆注與凝固：將熔融的鈦合金（jīn）澆入（rù）型腔，經過合適的冷卻時間，鈦合金凝固（gù）成鑄件。
　　後處理：對鑄件進行清理、打磨、熱處理等後處理，以獲得最終產品（pǐn）。
　　四、技術挑戰與展望
　　大型複雜鈦合金鑄件熔模精密鑄造技（jì）術雖然具有諸多優點，但也麵臨著一些技術挑戰，如蠟（là）模製（zhì）作精度、耐火材料（liào）選擇、鈦合金熔煉與澆注控（kòng）製（zhì）等。未來，隨著新材料、新（xīn）工藝的不斷湧現，該技術（shù）有望在精度、效率、成本等方麵實現（xiàn）更（gèng）大的突破，為更多領域（yù）提供（gòng）強大的技術（shù）支持。
　　大型複雜鈦（tài）合金（jīn）鑄件熔模精（jīng）密鑄造技術
　　鈦（tài）合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性（xìng）能好等優點，廣泛（fàn）應用於航空、航天、船舶、電子等各個領域。隨著航（háng）空、航天工業的發展，對裝備的載荷、強度、剛性等要求越來越高，大（dà）型複雜鈦（tài）合金整（zhěng）體（tǐ）鑄件逐步（bù）取代傳（chuán）統的“多件組合（hé）”結構（圖1）。特別是在航空製造（zào）領域，發動機在（zài）需要高推重比的同時，還（hái）要具備更長壽命、更高可靠性與經濟（jì）性及滿足適航認證要求，加快了鈦合金鑄件（jiàn）向功能（néng）化、整體化、輕量化、大（dà）型化發展，鑄件已從傳統意義上的毛坯升級為近淨形整體功能部件（jiàn）。鑄件結構越來越複雜、外（wài）廓尺（chǐ）寸越來越大、最小壁厚越來越薄；尺寸精（jīng）度越來越高（gāo）、冶金（jīn）質量要求近乎嚴苛；對鑄件的（de）可靠性、安全性、長時穩定性等要求越來越明確。這些都（dōu）對大型鈦合金結構件提出了越來（lái）越高（gāo）的要求。
　　圖1大型複雜鑄件示意（yì）圖
　　Fig.1 Example of large complex castings
　　1國內大型鈦合金鑄件發（fā）展現狀
　　20世紀90年代初，我國航空（kōng）發動機的（de）鈦合金機匣采用分體鑄造再焊接（jiē）成整體部件方式生產，在使用過程中由於（yú）機匣焊接量大，部件剛性差，易產（chǎn）生疲勞裂（liè）紋，部件可靠性和壽命下降，難以實現全壽命使用。隨著航空（kōng）發動機性能要求不斷提升，分體鑄造（zào）再焊接成整體部件的機匣（xiá）類構件已滿足不了航空（kōng）發動機的使用要求，需采用結構剛性更好、更為可靠的整體鑄件。
　　國內從20世紀90年代起開展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發動機上使用。開展鈦合金鑄造技術（shù）研究和鈦合金鑄件研製生產的單位有航空工業貴州安吉航空精密鑄造有限責任公司、中國航發北京航空材料（liào）研究院、中科院金屬所、沈陽鑄造研究所、洛陽（yáng）船舶（bó）材料（liào）研究所等。其中（zhōng），航（háng）空工業貴（guì）州安吉航空精密鑄造有限（xiàn）責任公司（sī）、中（zhōng）國航（háng）發北京（jīng）航空材料（liào）研究院是（shì）航空用（yòng）鈦合金鑄件研製和生產主（zhǔ）要單位。近年來，我國研製的鈦（tài）合金鑄件尺（chǐ）寸不斷增大（dà），從（cóng）輪廓尺寸為Φ890 mm航空發動機中介機匣，發（fā）展到（dào）輪廓尺寸為1 372 mm×782 mm×621 mm的某鈦合金異形結構件（圖2）。
　　圖2某型飛機（jī）鈦合（hé）金異形結構件
　　Fig.2 Titanium alloy casting for a certain type of aircraft
　　長期以來，大型複雜鈦合金（jīn）鑄造主要以型號（hào）任務為技術發展（zhǎn）導向，通用（yòng）技（jì）術的發（fā）展相對滯緩，造成（chéng）了鈦合金鑄造（zào）技術的進步趕不上當前鑄件質量及尺寸的發（fā）展需求，使得當前研製及生產中的大型複雜鈦合金鑄（zhù）件的製備一直存（cún）在型（xíng）麵（miàn）尺寸精度低、冶金缺陷較多、批次穩定（dìng）性不夠等方（fāng）麵的技術瓶頸。
　　2大型（xíng）複雜鈦（tài）合金鑄（zhù）件製造（zào）技術
　　20世紀80年代至90年代初，我國（guó）基本形成了鈦合金精密鑄造技術（shù）體係，近（jìn）年來開始注重近淨形熔模精密鑄造（zào）技術的工程化應用技術研究。鑄造技術是實現鑄造產品質量（liàng）符合性的（de）基礎，質量符合性（xìng）是產品能否實現裝備所需功（gōng）能的必要保（bǎo）障。從鑄造技術到產品功能實現是一個複雜的過程，各項鑄造技術通過質量一致性來實（shí）現產品功能。因此，鑄造技術基礎是（shì）否紮實，尤（yóu）其是能否突破瓶（píng）頸技術、關鍵技（jì）術，是大型複雜（zá）鈦合金鑄件能否安全、可靠地實現其應有功能的重中之重。下麵就鈦合金鑄造過程中的尺寸（cùn）精度控製技術（shù）及冶金質量控製技術進行分析。
　　2.1大型複雜鈦合金鑄件尺寸精度控製技術
　　精密鑄造的工藝流程複雜，從蠟模到型殼、再到鑄件，進行遞次的（de）形狀複製。蠟模、型殼的形狀和尺寸穩定性及精度（dù）傳遞過（guò）程對最終獲得高精度鑄件具（jù）有重大影響。鑄件後（hòu）續的（de）焊接、熱處（chù）理、加工均會帶來鑄件的變（biàn）形。
　　2.1.1關鍵技術難點
　　大型（xíng）複雜鈦合金鑄件受結構限製以及製造過程多（duō）因素影（yǐng）響，造成鑄件變形和尺寸收縮影響（xiǎng）因素（sù）的多（duō）樣性，要實現變（biàn）形與尺寸控製就必須分（fèn）別弄清各因素產生變形的機理，才能製（zhì）定有效（xiào）的控製方法[3-4]。造成鑄（zhù）件變形的主要因素如下。
　　（1）蠟模變形。由於結構複雜，蠟模模具打開後，模具（jù）活塊隻（zhī）能逐（zhú）個取出。此時蠟（là）模一部分與（yǔ）模具活塊接（jiē）觸（chù），另一部分被裸露出（chū）來，這造成蠟模各部位所受到的束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（yóu）於（yú）大（dà）麵積（jī）薄壁和不等的壁（bì）厚差，蠟（là）模自身收（shōu）縮也不一致。在蠟模存放過程中，存放方式、環境溫（wēn）度（dù）變化、自重等也會帶（dài）來蠟模的變形。
　　（2）型殼變形。大型複雜模組在製殼過程中受自重（chóng）影響在模（mó）組幹燥存放過程中會發生變形；型殼（ké）是在室溫環境下複製蠟模（mó）尺寸，而澆注後型（xíng）殼溫（wēn）度會（huì）升高到鑄件澆注溫度附近，型殼溫度變化會引起其尺（chǐ）寸發生變化；澆（jiāo）注過程中受金（jīn）屬液和離心力的作用，型殼也會產生變形。
　　（3）鑄件凝固變形。在蠟模組安裝冒口和澆道以及鑄件澆注過程中，鑄件的冷（lěng）卻環境和凝固收縮（suō）都受到澆冒口的影響，由於鑄件本身（shēn）結構的不（bú）均勻、大麵積薄壁易變形、尺寸大收縮差大等特點，受到（dào）澆冒係（xì）統對其溫度場和收縮應力的影響就更大。
　　（4）焊接變形。在（zài）技術標準範圍（wéi）內，鑄件的某（mǒu）些缺陷可以（yǐ）通過補焊修（xiū）複，但補焊過程中因局部溫度與（yǔ）組織變（biàn）化產（chǎn）生的應力會導致鑄件變形。
　　（5）結構（gòu）變形。與一（yī）般鑄件（jiàn）相比（bǐ），大型鈦合金鑄件的尺寸和壁厚差異（yì）較大，尺寸波動（dòng）受（shòu）製模、製殼、澆注、熱等靜（jìng）壓（yā）、熱處理等過程（chéng）中的工藝環境影響更顯著（zhe）。
　　2.1.2解決的技術途徑
　　通過係統研究鑄件變形及尺（chǐ）寸精度演變規律，確定全流程尺寸誤差鏈（liàn）的關鍵環節，並采取相應的（de）工藝技術措施（shī），突破以下尺寸精度控製關鍵技術。
　　（1）蠟模尺寸精度控製（zhì）技術。通過冷卻收縮、重力（蠕（rú）變）對（duì）蠟模變形規律影響的測試與分析，在環境溫（wēn）度受控的前提下，優化蠟模存放條件；通過蠟模胎模/矯形模，控製蠟模的形位變形量，保證（zhèng）蠟模（mó）的圓度、平麵度符合工藝要求；采用三坐標（biāo）或藍光檢測方法評價（jià）蠟模尺寸精度（dù）的（de）符合性。
　　（2）型（xíng）殼尺寸精度控製技術。通過製（zhì）殼過程中載荷分析與校（xiào）驗、脫蠟/焙燒/預（yù）熱條（tiáo）件下高溫-重力對型殼變形影響（xiǎng）熔體熱作用和充型載荷對型殼變形影響、離心力對型殼變形的影響研究，係統製定型殼防變形措施（shī），如（rú）：設計（jì）製造模組防變形工裝；調控製殼工藝（濕強度（dù）、高溫強度）；調整優化脫蠟、焙燒、預熱工藝參數，將型殼變形率控製（zhì）在最小範圍（wéi）。
　　（3）鑄件尺（chǐ）寸精度控製技術。研究（jiū）凝固（gù）冷卻收縮對鑄件形狀和尺寸影響，結合凝固過程應力-應變（biàn）模擬分析結果，通過控製熔鑄過程工藝（yì）參數（如：鑄型溫度、澆注溫度等）、調整澆注係統、局部增厚或減薄型殼強度、控（kòng）製因（yīn）凝固（gù）和冷卻收縮受阻造成的應力不均和應力集中等方法，使鑄件收縮更均勻。
　　（4）後處理熱過程尺寸精度控製技術。在分析大（dà）型鑄件（jiàn）在熱處理（含熱（rè）等靜壓、時效等）、焊接等（děng）熱過程中變形規律的基礎上，運（yùn）用金屬材料的蠕變特性，設計和製造必要的熱定型工裝和防變形工裝以減小後處理熱過（guò）程（chéng）中鑄件變形。
　　2.2大型複（fù）雜鈦合金鑄件質量控製技術
　　2.2.1關鍵技術難點
　　由（yóu）於過程控（kòng）製難度更大，大型複雜鈦（tài）合金鑄件缺陷（xiàn）產生的（de）可能性較中小尺寸鑄件增加（jiā）。從現有大型鈦合（hé）金鑄件（jiàn）的生產與加（jiā）工情（qíng）況來看，鑄件澆注後幾乎都存在一定數量的冶金缺（quē）陷，靠補焊挽救，毛坯合格後，在（zài）加工過程的熒（yíng）光檢（jiǎn）查中，還（hái）會有部分鑄件（jiàn）存（cún）在熒光顯示。對（duì）鑄件質量影（yǐng）響的主（zhǔ）要因素（sù）有以下幾方（fāng）麵。
　　（1）外廓尺寸不斷增加，加大（dà）了熔體的流動距離，延長了熔體與鑄型接（jiē）觸的時間，增加了（le）熔體與鑄型相互作用的機會。
　　（2）壁厚（hòu）差不斷增（zēng）大，增加（jiā）了縮孔、疏鬆和應力集中的機會（huì）。
　　（3）最小壁厚越來越小，增大了（le）欠鑄、澆不足的可能性。
　　（4）鑄件結構（gòu）越來越（yuè）複（fù）雜（zá），使金屬（shǔ）液填充過程處於多管流動過程，極易（yì）將外來物卷入鑄件成為夾雜、夾渣等缺陷。
　　2.2.2解決的技術途徑（jìng）
　　（1）采用數值模擬分析型殼受熱（rè）條件下的溫度場和澆（jiāo）注時的金屬液流場、溫度場及應力場變化規律。構建實際工況（kuàng）下（xià）的（de）溫度測量係統，對（duì）實際生產過程（chéng）的溫度狀態和金屬液流（liú）動進行測量，從而檢驗和修（xiū）正數值模（mó）擬結果。
　　（2）改（gǎi）進型殼溫（wēn）度控製方法（fǎ）。通過型殼局部保（bǎo）溫或激冷等手（shǒu）段實現型殼散熱條件的差（chà）異化（huà）精確控製，配合澆注工藝設計，優化金（jīn）屬液凝固順序，減少充型不完整、補縮不足導致（zhì）的鑄（zhù）件缺陷。
　　（3）針對（duì）構件結構特點，結合計算機模擬優化的（de）澆（jiāo）注方（fāng）案，研究鑄（zhù）型預熱溫度對金屬液充型（xíng）補縮性能的影響，獲得優化的鑄型（xíng）預熱溫度，減少（shǎo）流痕（hén）、澆不足、縮鬆縮（suō）孔等缺陷，實現鑄件完整成形。
　　（4）采（cǎi）用計算機有限元模擬技術分析溫度（dù）場對凝固中縮孔等缺陷形成的影響，預測缺陷位置。基於此結果，優化三維鑄件結構、澆冒口等澆注係統設計（jì）。采用X射線探傷、滲透檢（jiǎn）驗等無損檢驗（yàn）手段（duàn），結合鑄件解剖，分（fèn）析檢測成形的鑄件冶金缺陷及其分布規律，並與有（yǒu）限元模擬結果對比驗證，迭代工藝參數設（shè）置，優化澆注工（gōng）藝。
　　（5）采用熱（rè）等靜壓技術消除鑄件內部縮（suō）鬆縮孔缺陷。
　　3大型複雜鈦合金（jīn）熔模鑄造工藝案（àn）例
　　如圖2的某鈦合金異形結構鑄件是典型的（de）大型複雜鈦合金鑄件。鈦合金鑄件製造工序流程長（從投料到鑄件入庫（kù）需要經過70餘道主要工序），任一（yī）工藝過程操作質（zhì）量對鑄件最終質量都將造（zào）成影響。主要的工藝過程有：蠟模壓製、蠟模組合、塗料製殼、熔煉澆注、吹砂打磨、排故補（bǔ）焊、酸洗熒光、熱等靜壓、多次X光探（tàn）傷、矯形、機加終檢等。由於鈦合金熔體非常活潑，澆注熔體多采用真（zhēn）空自耗電極凝殼爐獲（huò）得，但因該種熔煉方式金（jīn）屬液過熱度不高（gāo），造成熔體本身粘度大、流動性差，通常采用離心澆注（zhù）的方式進行鑄造生產。
　　3.1製模過程
　　3.1.1製模工藝
　　蠟模尺寸控製是鑄件尺寸控製的首要環節，為保證蠟模尺寸的準確性，同時驗證工藝參數的可行性，壓製了（le）不同壓型預熱溫（wēn）度、射蠟壓力和保壓時間的蠟模，對蠟模尺寸劃線檢查、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（cān）數。
　　圖（tú）3三維掃描結果
　　Fig.3 Three-dimensional scanning results
　　3.1.2蠟模尺寸控（kòng）製技術
　　設（shè）計了蠟模胎模和測具，對蠟模進（jìn）行符合性（xìng）矯正。鑄件曲麵所對應的蠟模曲麵變形量測量結（jié）果表明，設（shè）計的蠟模胎模和測具能有效控製蠟模變形，經胎模固化、測具檢查控製和胎模局部矯正後的蠟模尺寸能控製在0.5 mm左右（yòu）（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計算機工藝方案模（mó）擬（nǐ）
　　利用鑄造工藝模擬仿真軟件對（duì）表1所示不同工藝參數（shù）下的（de）工藝方案進行了澆注和凝固模擬分析，為澆注工（gōng）藝參數優化提供了依據。模擬過程見圖5。
　　表1工藝模擬方案（àn）
　　Table 1 Scheme of process simulation
　　圖（tú）5工藝模擬充型和（hé）凝固過程
　　Fig.5 Simulationsof mold filling and solidification processes
　　3.2.2模擬（nǐ）結（jié）果分析
　　由圖（tú）5分析結果可（kě）知，方案一充型（xíng）、補縮效果更好，其主（zhǔ）要（yào）原因為離心轉速高，有利於合金（jīn）的充型和補縮。若降低離心轉速，則必須大幅度提高型殼預熱溫度和加大補縮通道。但是兩種（zhǒng）方案的軸承（chéng）孔處冒口容量都不夠，補縮效果都不好，需加大厚大部位的補縮。
　　3.2.3澆注（zhù）係（xì）統確定
　　由於鑄件具有外廓尺寸大（dà）、薄壁的特點，蠟模組合工藝方（fāng）案主要考慮了以下兩（liǎng）個問題：
　　（1）設（shè）計合適（shì）的內澆道與橫澆道以及中心澆道的（de）比例關係，以保證型腔內獲得（dé）足夠的壓強；
　　（2）由於蠟模為非對稱薄壁異型麵，組合方案（圖6）需要考慮模組在製殼旋轉過（guò）程中容易因重量（liàng）不平衡而（ér）產生扭矩，導（dǎo）致模組斷裂。特製（zhì）做塗料用工裝（zhuāng）。
　　圖6蠟模組合工藝（yì）示意圖
　　Fig.6 Diagram showingwax pattern assembly process
　　3.2.4防變形設計
　　考慮鑄件（jiàn）筋板（bǎn）跨度大易變形，為保證蠟模強（qiáng）度，避免蠟（là）模和鑄件後工序變（biàn）形，在（zài）蠟模相應位置組（zǔ）合（hé）設（shè）計製造、安裝了工藝筋，用（yòng）以連接跨度較大的鑄件筋板，形成了防變形框（kuàng）架，如（rú）圖（tú）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（shè）計
　　鑄件（jiàn）蠟模結（jié）構為（wéi）非對稱薄壁異型結構，在（zài）組合和塗料過程中常（cháng）在澆冒口等連接部位出現裂紋或（huò）斷裂，增加了鑄件變形、跑火、氣（qì）孔和（hé）高密度夾渣缺陷的風（fēng）險。為改善模組（zǔ）的受力情況，發揮工裝的防（fáng）變形和對模組的保護作用，最大限度減少模（mó）組出現裂紋或斷裂（liè）的風險，提高鑄件的（de）實物質量，設計製造了專用（yòng）組合工裝，防止（zhǐ）蠟模在組合及塗料過程（chéng）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（cùn）大、壁薄、整體強度差，在塗料（liào）過程中易發生垮塌或產生微裂紋。脫蠟後在型腔內表麵形成飛翅，澆注時卷入金屬液中形成夾渣。因此，必須用加固框架增強蠟模（mó）組的強度，並（bìng）且在操作過程中要認真，防止模組發生垮塌或蠟（là）模（mó）產生裂紋。
　　3.3.1製殼操作（zuò）
　　由於模組輪廓尺寸超出（chū）現有塗料生（shēng）產機械手的規格限製，隻能手（shǒu）工塗料，增加了模組沾漿和撒砂均勻性的難度，塗料工（gōng）藝穩定性差。為此設計製造了專用塗料吊軸，采（cǎi）用吊車（chē）和人（rén）工旋轉塗料。
　　3.3.2製（zhì）殼工藝材料研究
　　高密度（dù）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（bú）高是主要原因之一。為進一步提高鈦合金鑄件質量，縮（suō）短生產周期，采用堿性製殼材料（矽溶膠為主）替代酸性製殼材料（以二醋（cù）酸鋯為主），型殼（ké）經塗（tú）料（liào）焙（bèi）燒（shāo）後，表麵質量良好（hǎo），無表麵裂紋和麵（miàn）層脫落現象。經X光透視表明，鑄件高密度（dù）夾渣缺陷大幅度減少（shǎo）。
　　3.4熔化澆注工藝技術研究
　　正確選擇與控製熔煉工藝參數，是保證獲（huò）得優質鑄件的關鍵（jiàn）環節。由於鈦合金是活潑性（xìng）金屬（shǔ），熔融狀態容易與N2、O2、H2等氣（qì）體發（fā）生（shēng）反應，因此（cǐ）鈦合金熔煉和澆注過程要在真空狀態下進行，既防止鈦（tài）液氧化，又防止合金內（nèi）的N2、O2、H2含量超出標準要求。
　　工藝參數確定。
　　（1）真空度。防止熔融鈦液氧化（huà），選擇較高的真空度，真空壓力需小於4 Pa。
　　（2）電參數。由於鑄件輪廓尺寸大、壁厚薄，要得到（dào）完整的鑄件，需要較高的熔煉溫度，對於真空電弧熔煉，在（zài）保證電（diàn）壓不能過高的情況下，提高溫（wēn）度的（de）關鍵是要盡量提高熔煉電流（liú）。同時，為使設備熔煉過程處於安全狀態，在提高熔煉電流的同時要防止斷弧和偏弧。綜合上述分析，采用的熔煉電參數為：熔化電壓為（wéi）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（xīn）轉速。提（tí）高離心（xīn）轉速是大型（xíng）、薄壁鑄件充型的關鍵，根據理（lǐ）論計算公式為：
　　式中：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（zhù）件的最短距離（cm）。考慮鑄（zhù）件結（jié）構的特點，計算選用的離心轉速為200 r/min。
　　此外，因鑄件外輪（lún）廓尺寸較大，製作了專用的（de）裝爐箱以保證（zhèng）型殼有足夠的強度承受設計轉速（sù）下的（de）離心力，如（rú）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（kòng）製
　　3.5.1鑄件熱處理防變形工裝設計
　　通過對比熱等靜壓前後（hòu）鑄件尺寸發現，鑄件經熱等靜壓處理後存在一定的（de）變形量（liàng）。為（wéi）此依據鑄件在熱等靜壓過（guò）程中的裝（zhuāng）爐（lú）方（fāng）式，從避免鑄件變形考慮，設（shè）計了圖10所示的熱等靜（jìng）壓防變形工裝。同時為滿足現場研製要求（qiú），焊接製造了簡（jiǎn）易熱等靜（jìng）壓卡板，應用後（hòu）對鑄件防變形起到（dào）了一定效果，熱等靜壓後鑄（zhù）件經劃線檢查曲麵（miàn）偏差能控製在（zài）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（yōu）化研究（jiū）
　　為了保證鑄（zhù）件變形後的尺寸形狀和位置精（jīng）度，設計製造了熱矯形模具，並進行了熱矯形工藝實驗。在鑄件研製中優化了兩種整體（tǐ）熱矯形（xíng）工裝設計（jì）思路，具體見表2中優化方案1和2。
　　表2熱矯形工藝方案對（duì）比
　　Table 2 Comparison of thermal orthopedic procedures
　　利用（yòng）優化方案2的矯形模對鑄件進行矯形（xíng）後，鑄件經劃線檢查和三坐標擬合檢查（chá）後，曲麵的（de）尺寸偏差能控製在1.5 mm左右。
　　3.6某鈦合金異形結構（gòu）件研製結果
　　（1）對製模、組合、塗料、熔煉澆注、熱矯形等（děng）鑄造過（guò）程采取的技術措施有效（xiào）、可控。
　　（2）鑄件質（zhì）量（liàng）符（fú）合GJB2896A之I類B級驗（yàn）收要求、尺寸狀態符合HB6103—2004/CT7。經裝機試驗，滿足使用要求。
　　4結束語
　　大（dà）型複雜（zá）鈦合金整體鑄件已經成為鈦合（hé）金熔（róng）模鑄造的（de）發展（zhǎn）趨勢，我國相關技（jì）術與國外相比仍存在較大差距。為減少質量波動、提高鑄件質量，以下鑄造關鍵過程的控製尤為重（chóng）要：
　　（1）確定合理（lǐ）製模參數及蠟模防變形措施是大型複雜鈦合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進行控製是（shì）應對大型複雜鈦合金鑄件精密鑄造尺寸變形的重要方法；
　　（2）針對大（dà）型複雜鈦合（hé）金鑄件，應適當增加離心（xīn）轉速、提高預熱溫度，在離心半徑較小部位及（jí）厚大（dà）部位加大冒（mào）口補縮，能有效提（tí）高質量；
　　（3）采用計算機模擬（nǐ）優化澆注係統設（shè）計，可縮短大型複雜鈦合金鑄件研（yán）製周期，快速提升產品質量。
　　結語
　　大型（xíng）複雜鈦合金鑄件熔模（mó）精密鑄造技術作為現代製（zhì）造業的瑰寶，不僅展示了人類（lèi）智慧的結（jié）晶，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（yù）的（de）拓展，我們有理由（yóu）相信，這一技術將在未來繼續書寫輝煌篇章，為人類（lèi）社（shè）會的進步貢（gòng）獻更多力量。
　　文章（zhāng）引用：冉興,呂誌剛,曹建等.大型複雜鈦合金鑄件熔模精密鑄造技術[J].鑄造,2021,70(02):139-146.