揭秘大型複雜鈦合金鑄件熔模精（jīng）密鑄造技術：從無到有，鑄造輝煌
　　隨著科技的不斷進步，鈦合金因其高強度、低密度和優（yōu）異的耐腐蝕性，在航空航天、醫療、能源等領域得到了廣泛應（yīng）用。大型（xíng）複雜鈦合（hé）金鑄件的熔（róng）模精密鑄造（zào）技術作為鈦合金加工的重要手（shǒu）段，更是成為了現代製造業的尖端精密（mì）加工www.xjssy.cn技（jì）術之（zhī）一。本文將帶您深入了解這一技術的奧（ào）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述
　　熔模（mó）精（jīng）密鑄造，又稱為失蠟鑄造（zào）或（huò）熔模鑄造，是（shì）一種近淨成形的高精（jīng）度鑄造方法。該技術以蠟模為原（yuán）型，經過精密加工後，在蠟模表麵塗上多層耐火材料，形（xíng）成鑄型。隨後加熱使蠟（là）模熔化流出（chū），形（xíng）成型腔，最後（hòu）澆入熔融金屬，冷卻凝固後獲得（dé）鑄件。由於鈦合金熔點高、化學活性（xìng）強（qiáng），對熔模精密鑄造技術提出了更高要求。
　　二、大型複（fù）雜鈦合金鑄件熔模精密鑄（zhù）造技術特點
　　高精度：熔模（mó）精密鑄（zhù）造技術（shù）能夠實現（xiàn）複雜形狀和結構的精確複製，滿足對大（dà）型鈦合金鑄件高精度的要求。
　　材料利（lì）用（yòng）率（lǜ）高：該技術采用（yòng）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（yì）：鈦合金鑄件經過熔模精密鑄造後，具有優異的力學性能和耐（nài）腐蝕性，能夠滿足各（gè）種（zhǒng）極端條件下的使用要求。
　　三、大型（xíng）複雜鈦合金鑄件熔模精密鑄造工藝流程
　　蠟模製作：采用精密雕刻技術製作蠟模，確保蠟模（mó）的（de）尺寸精度和表麵質量（liàng）。
　　塗層製備：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（xíng）成：加熱（rè）使蠟模熔化流出，形成完整的型腔。
　　澆注與（yǔ）凝固（gù）：將熔融（róng）的鈦（tài）合金澆（jiāo）入型腔，經過合適的冷卻時間，鈦合金凝固成鑄件。
　　後處理：對鑄件進行清理、打磨、熱（rè）處理等後處理，以獲得最終產品。
　　四、技術（shù）挑戰與展望
　　大（dà）型複雜鈦合（hé）金鑄件熔模精密鑄（zhù）造技術雖然具（jù）有諸多優點，但也麵臨著一些技術挑戰，如蠟模製作精度、耐火材料選擇、鈦合金熔（róng）煉與澆注控製（zhì）等。未來，隨著新材料、新工藝的不斷湧現，該技術有望在精度、效率、成本等方麵（miàn）實現更大（dà）的突（tū）破，為更多領域提供強大的技術支持。
　　大型複（fù）雜鈦合金鑄件熔模精密鑄造技術
　　鈦合金具（jù）有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好等優點，廣泛應用於航空、航天、船舶、電子等各個領域。隨著航空、航天工業的發（fā）展，對裝備的載荷、強度、剛性等要求越來越高（gāo），大型複雜鈦合金整（zhěng）體鑄件逐步取（qǔ）代（dài）傳（chuán）統的“多件組合”結構（圖（tú）1）。特別是在航空製造領域，發（fā）動機（jī）在需要高推重比的同（tóng）時，還要具備更長壽命、更高可靠性與經濟性及滿足適航認證要求，加快了鈦合金（jīn）鑄件向功能化、整體化（huà）、輕量化、大型化發展，鑄件已從傳統意義上（shàng）的毛坯（pī）升級為近淨形整體功能部件。鑄（zhù）件結構（gòu）越來越複雜、外廓尺（chǐ）寸（cùn）越來越大、最小壁厚（hòu）越來（lái）越薄（báo）；尺寸精度越來（lái）越高、冶金質量要求近乎嚴苛；對鑄件的可靠性、安全性、長時穩定性等要求越來（lái）越明確。這些都對大型鈦合金結構件提出了越來越高的要求。
　　圖1大（dà）型複雜鑄（zhù）件示意圖
　　Fig.1 Example of large complex castings
　　1國（guó）內大型鈦合金鑄件發展現狀
　　20世紀90年代初，我國航空發動機的鈦合金機匣采用分體鑄造再焊接成整體部（bù）件方式（shì）生產，在使用過程中由於機匣焊接量（liàng）大，部件剛性差，易產（chǎn）生疲勞（láo）裂紋，部件可靠性和壽命下降，難以實現全壽命使用（yòng）。隨著航空發動（dòng）機性能要求不斷提升，分體鑄造再焊接成整體部件的機（jī）匣類構件已滿（mǎn）足不了航空發動機的使用要（yào）求，需采用結（jié）構剛性更好、更為可靠的整體鑄件（jiàn）。
　　國內（nèi）從20世紀（jì）90年代起開展大型鈦合金鑄（zhù）件的研製工作（zuò），整體（tǐ）鑄（zhù）造的中介（jiè）機匣率先在XX10發（fā）動機上使用。開展鈦合金鑄造技術研究和鈦合金鑄件研製生產（chǎn）的單位有航空工業貴（guì）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研究院、中科院金屬所、沈陽鑄造研究所（suǒ）、洛陽船舶材料研究所等。其中，航（háng）空工業貴（guì）州安吉航空精密鑄（zhù）造有限責任公司、中國航發（fā）北京航空材料研究院是（shì）航空用鈦合金（jīn）鑄件研製和（hé）生產主要單位。近年來，我國研製（zhì）的鈦合（hé）金鑄件尺寸不斷增大（dà），從輪（lún）廓尺寸（cùn）為Φ890 mm航空發動機中介機匣，發展到輪廓尺寸為1 372 mm×782 mm×621 mm的某（mǒu）鈦（tài）合金異形結構件（圖2）。
　　圖2某型飛機鈦合金異形結構（gòu）件
　　Fig.2 Titanium alloy casting for a certain type of aircraft
　　長期以來，大型複雜鈦合金鑄造主（zhǔ）要以型號任務為技術發展導向，通用技術的發展相對滯緩，造成了鈦（tài）合金鑄造技（jì）術的進步趕不上（shàng）當前鑄件質（zhì）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（jīn）鑄件的製備一直存在型麵尺寸精度低、冶金缺（quē）陷較多、批次穩定性不夠等方麵的技術瓶（píng）頸。
　　2大型複雜鈦合金鑄件製造（zào）技術
　　20世紀80年代至90年代初，我（wǒ）國基本形成了鈦合金精密鑄造技術體係，近（jìn）年來開始注重近淨形熔模精密鑄造技術的工程化應用技術研究。鑄造（zào）技術是實現（xiàn）鑄造產品質（zhì）量符合性的基礎，質量符合性是產品（pǐn）能（néng）否實現裝備所需功能的必要保障。從鑄造技術到產品功能實現是一個（gè）複雜的（de）過程，各項鑄造技術通過質量一致性來實現產品功能。因此，鑄造技術基礎是否紮實，尤其是能（néng）否突破瓶頸技術、關鍵（jiàn）技術，是大型複雜鈦合金鑄件能否安全、可靠地實現其（qí）應有功能的重中之重。下麵就鈦合（hé）金（jīn）鑄造過程中的尺寸精度控製技術及冶金質量控製技（jì）術進（jìn）行分析。
　　2.1大型複雜鈦合金鑄件尺寸精度（dù）控（kòng）製技術
　　精密鑄造的工藝流程複雜，從蠟模到型殼、再到（dào）鑄件，進行（háng）遞次的形狀複（fù）製（zhì）。蠟模、型殼的形（xíng）狀和尺寸穩定（dìng）性（xìng）及精度（dù）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、加工均會（huì）帶來鑄件（jiàn）的變形。
　　2.1.1關鍵技術難（nán）點
　　大型複雜鈦合金（jīn）鑄（zhù）件受結構限製以及製造（zào）過程多（duō）因素影響，造成鑄件變形和尺寸收縮影（yǐng）響因素的多樣性，要實現變形與尺寸控製就必須分別弄清各因素（sù）產生變形的機理，才能製定有（yǒu）效的控（kòng）製方（fāng）法（fǎ）[3-4]。造成鑄件（jiàn）變形的（de）主要因素如下。
　　（1）蠟模變形。由於結構複雜，蠟（là）模模具打開後，模具活塊隻能逐個取出。此時（shí）蠟模一部分與模具活塊接觸，另一部分被裸（luǒ）露出來，這（zhè）造成蠟模各部（bù）位所受到的束縛不能被同時解除且（qiě）接觸的外界溫度也不同，形（xíng）成的收（shōu）縮不同；而由於大麵積薄壁和不等的壁厚（hòu）差，蠟模自身收（shōu）縮也不一（yī）致。在蠟模存放過程中，存放方式、環（huán）境（jìng）溫度變化（huà）、自重等也會帶來蠟模（mó）的變形（xíng）。
　　（2）型殼變形。大型複雜模組在（zài）製殼過程中受自重影響在模組（zǔ）幹燥存放過程中會（huì）發生變形；型殼是在（zài）室溫環境下（xià）複製蠟模尺寸，而（ér）澆注後型殼溫（wēn）度會升高到鑄件澆注溫度附近，型殼溫度變（biàn）化（huà）會引（yǐn）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，鑄件的冷卻環境和凝固收縮都受到澆冒口的影響，由於鑄件本身結構的不均勻、大麵積薄壁易變形、尺寸大收縮差大等特點，受到澆冒係統對其溫度場和收縮應力的影響就更（gèng）大。
　　（4）焊接變形。在技術標準範圍內，鑄件的某些缺（quē）陷可（kě）以通（tōng）過補焊修（xiū）複，但補焊（hàn）過程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（biàn）形。與一般鑄件相比，大型鈦合金鑄件的尺寸和壁厚差異較大，尺（chǐ）寸波動受（shòu）製模、製殼、澆注、熱（rè）等（děng）靜壓（yā）、熱處理等過程中的工藝環境影響更顯著。
　　2.1.2解決的技（jì）術（shù）途徑
　　通過係統研究鑄件變形及（jí）尺寸精度演變規律，確定全流程尺寸（cùn）誤（wù）差鏈的關鍵環節，並采取相（xiàng）應的工藝技術措施，突破以下尺寸精度（dù）控製關鍵技（jì）術。
　　（1）蠟模（mó）尺寸（cùn）精度控製技術。通（tōng）過冷卻收縮、重力（蠕變）對蠟模（mó）變形規律影響的測試與分析，在環境溫度（dù）受控的（de）前提下，優化蠟模存放條件；通過（guò）蠟模胎模/矯形模（mó），控製蠟模的形位（wèi）變形量，保證（zhèng）蠟模的（de）圓度、平麵度（dù）符合工藝要求；采用三坐標或藍光檢（jiǎn）測方（fāng）法評價蠟模尺寸精度的符合性。
　　（2）型殼尺寸精度控製（zhì）技術。通過製殼過（guò）程中載荷分析與校驗（yàn）、脫蠟/焙燒/預熱條件下高溫-重（chóng）力對型殼變形影響熔體熱作用和充（chōng）型載荷對型殼變形（xíng）影響、離心力對型（xíng）殼變形的影響研究，係統製定型殼防變形措施，如：設計製造模組防變形工裝；調控製殼工藝（濕強度、高溫強度）；調整優化脫蠟、焙燒（shāo）、預熱工藝參數，將型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（xíng）狀和尺寸（cùn）影響，結合凝固過程應力-應變模（mó）擬分析結果，通過控製熔鑄過程工藝參數（如：鑄型溫度、澆注（zhù）溫度等（děng））、調整澆注係統、局部（bù）增厚或減薄型殼強度、控製因凝（níng）固（gù）和（hé）冷卻（què）收縮受阻造成（chéng）的應力不均和應力集中等方法，使（shǐ）鑄件收縮更均勻。
　　（4）後處理熱過程尺寸（cùn）精度控製技術。在分析大型鑄件（jiàn）在（zài）熱處理（含熱等靜壓、時效等）、焊接等熱過程中變形規律的基礎上，運用（yòng）金屬材（cái）料的蠕變特性，設計和（hé）製造必要（yào）的熱定型工裝和防變形工裝以減小後處理（lǐ）熱過程中鑄件變形。
　　2.2大型（xíng）複雜鈦合金鑄（zhù）件質量控製技術
　　2.2.1關（guān）鍵技術難點
　　由於（yú）過（guò）程控（kòng）製難度更大，大型（xíng）複雜鈦合金鑄件（jiàn）缺陷產生（shēng）的可能性（xìng）較中小尺寸鑄件增加。從現有大（dà）型鈦合金鑄件的生產與（yǔ）加工（gōng）情（qíng）況來看，鑄件澆注後幾乎（hū）都存在一定數量的冶金缺陷，靠補焊（hàn）挽救，毛坯合格後（hòu），在加工過程的熒（yíng）光檢查中，還會有部分鑄件存在熒光顯示。對鑄件質量（liàng）影響的主要（yào）因素有以下幾方麵。
　　（1）外廓尺（chǐ）寸不斷增加，加大了熔體的流動距離，延長了熔體與鑄型接（jiē）觸（chù）的時（shí）間，增加了熔體與鑄（zhù）型相互作用的機會。
　　（2）壁厚差不斷增大，增加了縮孔、疏鬆和（hé）應力集中的機會。
　　（3）最小壁厚越來越小，增大了欠鑄、澆（jiāo）不（bú）足的（de）可能（néng）性。
　　（4）鑄件結構越來越複雜，使金屬液填（tián）充過程處於多管流動過（guò）程，極易將外來（lái）物卷入鑄件成為夾雜、夾渣等（děng）缺陷。
　　2.2.2解決的技（jì）術（shù）途徑
　　（1）采用數值模擬分析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。構建實際工況（kuàng）下的（de）溫（wēn）度測量係統，對實際生產過程的溫度狀態（tài）和金屬（shǔ）液流動進行測量，從而檢驗和修正數值模擬結果。
　　（2）改進型殼溫（wēn）度控製方法。通過型殼局部保溫或激冷等手段實現型殼散熱條件的差異化精（jīng）確控製，配合澆注（zhù）工藝（yì）設（shè）計，優化金屬液凝固順序，減少充型不完整、補縮不足導致的鑄件缺（quē）陷（xiàn）。
　　（3）針對構件結構特（tè）點，結合計算機模擬（nǐ）優化的澆注方案，研究鑄型預（yù）熱溫度對金屬液充型補縮性能的影（yǐng）響，獲得優化的鑄型預熱（rè）溫度，減少流痕、澆不足、縮（suō）鬆縮孔等（děng）缺陷，實現鑄件完整成形（xíng）。
　　（4）采用計算機有限元模擬技術（shù）分析溫度場對（duì）凝固中縮孔等缺陷（xiàn）形成的影響，預測缺陷位置。基於此（cǐ）結果，優化三維鑄件（jiàn）結構、澆冒口等澆注係統設計。采用X射線探傷、滲（shèn）透檢驗等無損檢驗手段，結（jié）合鑄件解剖，分析檢測成形的鑄件冶金缺陷及其分布規律（lǜ），並與有限元（yuán）模擬結果對比驗證（zhèng），迭代工藝參（cān）數設置，優化澆注工藝。
　　（5）采用熱（rè）等靜壓技術消除鑄（zhù）件內部縮鬆縮孔（kǒng）缺陷。
　　3大（dà）型複雜鈦合金熔模鑄造工藝案例
　　如圖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（liú）程長（zhǎng）（從投料到鑄件入庫需要經過（guò）70餘道主要工序），任一工藝過程操作質量對鑄件最終質量都將造成（chéng）影響。主要（yào）的工藝過程有：蠟模壓製、蠟（là）模組（zǔ）合（hé）、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光探傷、矯形、機加終檢等。由（yóu）於鈦合金（jīn）熔體非常活潑，澆注熔體多采用真空自耗電極凝殼（ké）爐（lú）獲得，但因該種熔煉方式金屬液過熱度不高，造成熔體本身粘度（dù）大、流動性差，通常采用（yòng）離（lí）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（là）模尺寸控製是（shì）鑄件尺寸控（kòng）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（xìng），壓製了不（bú）同壓型預熱溫度、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（miáo）（圖3）和（hé）破壞性（xìng）全麵尺寸測量，確定適合的製模工藝參數。
　　圖3三維掃描（miáo）結果
　　Fig.3 Three-dimensional scanning results
　　3.1.2蠟模尺寸控製技術
　　設計了蠟模胎（tāi）模和測具，對蠟模進行符合性矯正。鑄件曲麵所對應的蠟模曲麵變形（xíng）量（liàng）測量結果表明，設計的蠟（là）模胎模和測具能有效（xiào）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（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計算機工藝方案模擬
　　利用鑄造工藝模（mó）擬仿真軟件對表1所示不同工藝參數下的工藝方案進行了（le）澆注和凝固模擬分析，為澆注工藝（yì）參數優化提供了依據。模擬（nǐ）過程見圖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（níng）固過程
　　Fig.5 Simulationsof mold filling and solidification processes
　　3.2.2模擬結果分析
　　由圖（tú）5分析結果可知，方案一充型、補縮效果更好，其主要原因為離（lí）心轉速高，有利於合金的充（chōng）型（xíng）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（bǔ）縮通（tōng）道。但（dàn）是兩種方案的軸（zhóu）承孔處冒口容量都不夠，補縮（suō）效果都不好，需加大厚大部位的補縮。
　　3.2.3澆（jiāo）注係統確定（dìng）
　　由於鑄件具有外廓尺寸大（dà）、薄壁的特（tè）點，蠟模組合工藝（yì）方案主要考慮（lǜ）了以下兩個（gè）問題：
　　（1）設計合適的內澆道與橫澆道以及中心澆道的比例（lì）關係，以保證型腔內獲得足夠的壓強；
　　（2）由於蠟模為非對稱薄壁異型麵，組合方案（àn）（圖6）需要考慮模組在製殼旋轉過（guò）程中（zhōng）容易因重（chóng）量不平衡而產生扭矩（jǔ），導致模組斷裂。特製（zhì）做塗料用工裝（zhuāng）。
　　圖6蠟模組合工藝示意（yì）圖
　　Fig.6 Diagram showingwax pattern assembly process
　　3.2.4防變形設計
　　考慮鑄件筋板（bǎn）跨（kuà）度大易變形，為保證蠟模強度，避免蠟模和（hé）鑄件後工序變形，在（zài）蠟模相（xiàng）應位置組合（hé）設計製造、安裝了工藝筋，用以連接跨（kuà）度較大的（de）鑄件筋板（bǎn），形成了（le）防變形框架，如圖7所示。
　　圖7蠟（là）模防變形工藝（yì）筋（jīn）
　　Fig.7 Process reinforced bar for wax pattern deformation prevention
　　3.2.5專用塗（tú）料工裝設計
　　鑄件蠟模結構為非（fēi）對稱薄壁異型結構，在組合和塗料過程中常在澆冒（mào）口等連接部位出現裂紋或斷裂，增加了鑄件變形、跑火、氣孔和高密（mì）度夾渣缺陷的風險。為（wéi）改善模組的受力情況，發揮工裝的防變形和對模組的保護作用，最大限度減少模組出現裂紋或斷裂的風險，提高（gāo）鑄（zhù）件的實物質（zhì）量（liàng），設（shè）計製造了專（zhuān）用組合（hé）工裝，防止蠟模在組合（hé）及塗料過程中的變形，如圖（tú）8所示。
　　圖（tú）8專用組合工裝
　　Fig.8 Special combination tooling
　　3.3製殼技術
　　鑄件蠟模（mó）尺寸大（dà）、壁薄（báo）、整體強度（dù）差，在塗料過（guò）程中易發生垮塌或產（chǎn）生微裂紋。脫蠟後在型腔（qiāng）內表（biǎo）麵形成（chéng）飛翅，澆注時（shí）卷入金屬液中形成夾（jiá）渣。因此，必須用加固框架增強蠟（là）模組的強度，並且在操作過程中要認真，防止模組發生垮塌或蠟模產生裂紋（wén）。
　　3.3.1製殼操作
　　由於模組輪廓尺寸超出現有塗料生（shēng）產機械手的規格限製，隻能手（shǒu）工塗料，增加了（le）模組沾漿和撒（sā）砂均勻性的難度，塗料（liào）工（gōng）藝穩定性差。為此設計製造了專用塗料吊軸，采用吊車（chē）和人工旋轉塗料。
　　3.3.2製殼工藝（yì）材料研究
　　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。為進一步提高鈦合金鑄件質量，縮短生產周期，采用堿性製殼（ké）材料（矽溶（róng）膠為主）替代酸性製殼（ké）材料（以二（èr）醋酸鋯為主），型殼經塗料焙燒後，表麵質量良好（hǎo），無表麵裂紋和麵層（céng）脫落現象。經X光透視表（biǎo）明，鑄件高密度夾渣缺陷大（dà）幅度減少。
　　3.4熔（róng）化澆注工藝技術研究
　　正確選擇與控製（zhì）熔煉工藝參數，是保證獲得優質鑄件（jiàn）的關鍵環節。由於鈦合金是活潑性金屬，熔融狀態容易（yì）與N2、O2、H2等氣體發生反應，因此鈦（tài）合金熔煉和澆注（zhù）過（guò）程要在真空狀態下進行，既防止鈦液氧化，又防（fáng）止合金內（nèi）的N2、O2、H2含量超出標準要求。
　　工（gōng）藝參數確定。
　　（1）真空度。防止熔融鈦液氧化，選擇較高（gāo）的真空度，真空壓力需小於（yú）4 Pa。
　　（2）電參數。由於鑄件輪廓尺寸大、壁厚薄，要得（dé）到完（wán）整的鑄件，需要較高的熔煉溫度，對於真空電（diàn）弧熔煉，在保證電壓不能過高的情況下（xià），提（tí）高溫度的關鍵是（shì）要盡量提高熔煉電流。同時，為使設備熔煉過程處於安全狀態，在提高（gāo）熔煉電流的同時要（yào）防止斷（duàn）弧和偏弧（hú）。綜合上述分析，采（cǎi）用（yòng）的熔煉電參數為：熔化（huà）電壓為34～50 V；熔化電流為28 000～32 000 A；熔化量按照模組重（chóng）量（liàng）計算。
　　（3）離心轉速。提高離心轉速是大型、薄壁鑄（zhù）件充型的關鍵，根據理論計算公式為：
　　式中：n為離心盤轉速（r/min）；G為重力係（xì）數；R為離心盤旋轉中心（xīn）到鑄件的最短距離（cm）。考慮鑄件結構的特點，計算（suàn）選用的離心轉速（sù）為200 r/min。
　　此外，因鑄件外輪廓尺寸較大（dà），製作了專用的裝爐箱以保證型（xíng）殼有足夠的（de）強度承受設計轉速下的離心力，如圖9所示。
　　圖9裝箱、裝（zhuāng）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鑄件熱處理防變形工裝設計
　　通過對比熱等靜壓前後鑄件尺寸發現，鑄件經熱等（děng）靜壓處理後存在一定的變形（xíng）量。為此依據（jù）鑄件（jiàn）在熱等靜壓過（guò）程中的裝爐方式（shì），從（cóng）避免鑄件變形考慮，設計了圖10所示的熱等靜壓防變形工裝。同時為滿足現場研（yán）製要求，焊接製造了簡（jiǎn）易熱等靜壓卡板，應用後對鑄件防變形（xíng）起到了一（yī）定效果，熱等靜壓後（hòu）鑄件經劃線（xiàn）檢（jiǎn）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究
　　為了保證鑄件變形後的尺寸形狀和位置精度，設計製（zhì）造了熱（rè）矯形模具，並進行了熱矯形工藝實驗（yàn）。在鑄件研製中優化了兩種整體熱矯形工裝設計思路，具體見表2中優化方案1和（hé）2。
　　表2熱矯形工藝方案對比
　　Table 2 Comparison of thermal orthopedic procedures
　　利（lì）用優化（huà）方案2的矯形模對鑄件進行矯形後，鑄件經劃線檢查和（hé）三坐標擬合（hé）檢查後，曲麵的尺寸（cùn）偏（piān）差能控製在1.5 mm左右。
　　3.6某鈦合金（jīn）異形（xíng）結構件研製結果
　　（1）對製模、組合、塗料、熔煉（liàn）澆注、熱（rè）矯形等鑄造過（guò）程（chéng）采取的技術措施有效、可控。
　　（2）鑄件質量符合GJB2896A之I類B級驗收要求、尺寸狀態符合HB6103—2004/CT7。經裝機試驗，滿足使用要求。
　　4結束（shù）語
　　大型複（fù）雜鈦合金整（zhěng）體鑄件已經成為鈦合金熔模鑄造的發展趨勢，我國相關技術與國外相（xiàng）比仍存在較大差距。為減少質量波動、提高（gāo）鑄件質量，以下鑄造（zào）關鍵過程（chéng）的控製尤為重要：
　　（1）確定合理製模參數（shù）及蠟模（mó）防變形措施是大型複雜鈦合金鑄件精密鑄造尺寸精度（dù）控製的關（guān）鍵；采用熱（rè）矯（jiǎo）形對鑄件尺寸進行控製是應對大型複（fù）雜鈦合金鑄件（jiàn）精密鑄造尺寸（cùn）變形的重（chóng）要方法（fǎ）；
　　（2）針對大型複雜鈦合金鑄件，應（yīng）適當增加離心轉速、提高預熱溫度，在離（lí）心半徑較小（xiǎo）部位及厚大部位加大（dà）冒口補縮，能有效提高質量；
　　（3）采（cǎi）用計算機模（mó）擬優化澆注係統設計，可縮短大型複雜鈦合金鑄件研製周期，快速提升產品質量（liàng）。
　　結語
　　大型複雜（zá）鈦合（hé）金鑄件（jiàn）熔模精密鑄造技術作為現代製造業的瑰（guī）寶，不僅展示了人類智（zhì）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（duàn）進步和應用領域的拓展，我們有理由相信（xìn），這一技術將在未來繼續書寫輝（huī）煌篇章，為（wéi）人類社會的進步貢獻更多力量。
　　文章引用：冉興（xìng）,呂誌（zhì）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.