揭秘大型複雜鈦合金鑄件熔模精密鑄造技術：從無到有，鑄造（zào）輝煌
　　隨（suí）著科技的不斷進步，鈦（tài）合金因其高強度、低密度（dù）和優異的耐腐蝕性，在航空航天、醫療、能源等領域得到了廣泛（fàn）應（yīng）用。大型複雜鈦合金鑄（zhù）件的熔模精密（mì）鑄造技術作（zuò）為鈦合金加工（gōng）的重要手段，更是（shì）成為了（le）現代製造業的尖端（duān）精（jīng）密加工www.dxqiumoji.com技術之一。本文將帶您深入了解這（zhè）一技術（shù）的奧秘，探究其如何助力現代工業實現突破。
　　一、熔模精密鑄（zhù）造技術概述
　　熔模精（jīng）密鑄造，又稱（chēng）為失蠟鑄造或熔模鑄造，是（shì）一種近淨成形的高精度鑄造方法。該技術以蠟（là）模為原型，經過精密加工後，在蠟模表麵（miàn）塗上多層耐（nài）火材料，形成鑄型。隨後加熱使蠟模熔（róng）化流出，形成（chéng）型腔，最後（hòu）澆入熔（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，對熔模精密鑄造技術提出了更高要求。
　　二、大型複雜鈦合金鑄件（jiàn）熔模精密鑄造技術特點
　　高精（jīng）度：熔模精（jīng）密鑄（zhù）造（zào）技術能（néng）夠實現複雜形狀和結構的精確複製，滿足對（duì）大型（xíng）鈦合金鑄件高精度的要（yào）求。
　　材料利用率高：該技（jì）術采用近淨成形，減少了機械加（jiā）工餘量，提高了材（cái）料（liào）利用率。
　　性能優異：鈦合金鑄件經過熔模精密（mì）鑄造後，具有優異的力學性能和耐（nài）腐蝕性（xìng），能夠滿足各種極端條件下（xià）的使用要求。
　　三、大（dà）型複雜鈦合金鑄件熔模精密鑄造（zào）工藝流程
　　蠟（là）模製作（zuò）：采用精密雕刻技術製作蠟模，確保蠟模的尺寸精度和表麵質量。
　　塗層製（zhì）備：在蠟模表麵塗覆多層耐火（huǒ）材料，形成（chéng）堅固的鑄型。
　　脫蠟與型腔形成：加熱使蠟模熔化流出，形成完整的（de）型腔。
　　澆（jiāo）注與凝固：將熔融的鈦合金澆入型腔，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（hòu）處理，以獲（huò）得最終產品。
　　四、技術挑戰與展望
　　大型複雜鈦（tài）合金鑄件熔模精密鑄造技術雖（suī）然具有諸多優點，但也麵臨著（zhe）一些技術挑戰（zhàn），如蠟模製作精度、耐火材料選擇、鈦合金熔煉與澆注控製等。未來，隨著新材料（liào）、新工藝的不斷湧現，該技術有望在（zài）精度、效率、成本等方麵（miàn）實現（xiàn）更（gèng）大的突破，為（wéi）更多領域提供強大的技術支持。
　　大型複雜（zá）鈦合金（jīn）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（děng）優點，廣泛應用於航空、航天、船舶（bó）、電子等（děng）各個領域。隨著航空、航天工業的發展，對裝備的載荷、強度、剛性等要求越來越高，大型複（fù）雜鈦合金整（zhěng）體鑄件逐步取代傳統的“多件組（zǔ）合”結構（圖1）。特別是在航空製造領域，發動機在需要高推重比的同時，還要具備更長壽命、更高可靠性與經濟性及滿足適航認證要求，加快了鈦合金鑄件（jiàn）向功能化、整體化、輕量化、大型（xíng）化發展，鑄件已從傳統意義上的（de）毛坯升級為（wéi）近淨形整體功能部件。鑄件結構越來越複雜、外廓尺寸（cùn）越來（lái）越（yuè）大、最小壁厚越來越薄；尺寸精度越來越高（gāo）、冶金質量要求近乎（hū）嚴苛；對鑄件的可靠性、安全性、長時穩定性等要求越來越明確。這些（xiē）都對大（dà）型鈦合金結構（gòu）件提出了越來越高的要求（qiú）。
　　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，我國航空發（fā）動機的鈦合金機匣采用分體鑄造再焊接成整體部（bù）件（jiàn）方式生產，在使用過程中由於機匣（xiá）焊接量大，部件剛性差，易產生疲勞裂紋，部件可靠性和壽命下降，難以實現全壽（shòu）命使用。隨著（zhe）航空（kōng）發動（dòng）機性能要求不斷提升，分體鑄造再焊接成整（zhěng）體部件的機匣（xiá）類構件已滿足不了航空發動機的使用要求，需采用結構剛（gāng）性更好、更為可靠的整體鑄件。
　　國內從20世紀90年代（dài）起開展大型鈦合金鑄件的研製工作，整（zhěng）體鑄造的中介機匣率先在XX10發動機上使用。開展鈦（tài）合金鑄造技術研究（jiū）和鈦合金鑄件（jiàn）研製生產的單位有航空工業貴州（zhōu）安吉航空精密鑄造有限責任公司、中國航（háng）發北京航空材料研究院、中科院金（jīn）屬所、沈陽鑄造研究（jiū）所（suǒ）、洛陽船舶材料研究所等。其中（zhōng），航空工業貴州安吉航空精密鑄造有限責任公司、中（zhōng）國航發北京航空材（cái）料研究院是航空用鈦合金（jīn）鑄件研製和生產主要單位。近年來，我國（guó）研製（zhì）的鈦合金鑄件尺寸不斷增大，從輪廓尺寸為Φ890 mm航空發動機中介（jiè）機匣，發展到輪廓尺寸為1 372 mm×782 mm×621 mm的某鈦合金異形結構件（圖2）。
　　圖2某（mǒu）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，大型複雜鈦合金鑄造（zào）主要（yào）以型號任（rèn）務為技（jì）術發展導向，通用技術的（de）發（fā）展相對滯緩，造（zào）成了鈦（tài）合金鑄（zhù）造技術的進步趕（gǎn）不上當（dāng）前鑄件質量及尺寸的發展需（xū）求，使得當前研（yán）製及（jí）生（shēng）產中的大型複雜鈦合金鑄件的製備（bèi）一直存在型麵尺寸精（jīng）度低、冶金缺陷較多、批（pī）次穩定性不夠等方（fāng）麵的技術瓶頸。
　　2大型複雜（zá）鈦合金鑄件製造技術
　　20世（shì）紀80年代至90年代初（chū），我國（guó）基本形成了鈦合金精（jīng）密鑄（zhù）造技術體係，近年來開（kāi）始注重近淨形熔（róng）模精密鑄（zhù）造技術的工程化應用技術研究。鑄造技術是實現（xiàn）鑄造（zào）產品質量符合性的（de）基礎，質量符合性（xìng）是產品能否實現裝備所需功能的必要保障。從鑄造技術到產品功能實（shí）現是一個複雜的過程，各項鑄造技術通過（guò）質量一致性來實現產品（pǐn）功能（néng）。因此，鑄造技（jì）術基礎是否紮實（shí），尤其是能否突破瓶頸技術、關鍵技術，是大（dà）型複雜鈦合金鑄件能否安全、可靠地實（shí）現其應有功能的重中（zhōng）之（zhī）重。下（xià）麵就鈦合金鑄造過程中的尺寸精度控製技術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（cóng）蠟模到（dào）型殼、再到鑄件，進行遞次的形狀（zhuàng）複製。蠟模（mó）、型殼的形（xíng）狀和尺寸穩定性及精度傳遞過（guò）程對最終獲得（dé）高精度鑄（zhù）件具有（yǒu）重大影（yǐng）響。鑄件後續的焊接、熱處理、加工均會帶來鑄件的變形。
　　2.1.1關鍵技術難點
　　大型複雜鈦合（hé）金鑄件受結構（gòu）限製以及製造過程（chéng）多（duō）因素影響，造成鑄件變形和尺寸收縮影響因素的多樣性，要（yào）實現變形與尺寸控製就必須分別弄清各（gè）因（yīn）素產生變（biàn）形（xíng）的機理，才能製定有效的控製方法[3-4]。造成鑄件變（biàn）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（qǔ）出。此時蠟模一部（bù）分與（yǔ）模具活塊接觸，另一部分被裸露出來，這造成蠟模各部（bù）位所（suǒ）受到（dào）的束縛不能被同時解（jiě）除且接觸的外界溫（wēn）度也不同，形成的收縮不同；而由於大麵積薄（báo）壁和不等的壁厚差，蠟模自（zì）身收縮也不一致。在蠟模存放過程中，存放方（fāng）式、環境溫度變化、自重等也會帶來蠟模的變形。
　　（2）型殼變形。大型複雜模組在製殼過程中受自重影響在模組幹燥（zào）存放過程中會發生變形（xíng）；型殼是在室溫環境下複製蠟模尺寸，而澆注後型殼溫度（dù）會（huì）升高到鑄件澆注溫度附近，型殼溫度變化會引起其尺寸發生變化；澆注過（guò）程（chéng）中（zhōng）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（yǐ）及鑄件澆注（zhù）過程中，鑄件的（de）冷卻環境和凝固收縮（suō）都受到澆冒（mào）口的影響，由於鑄件本身結構的不均勻、大麵積薄（báo）壁易變形、尺寸大收縮差大等特點，受（shòu）到澆冒係統對其溫度場和收縮應力的影（yǐng）響就更大。
　　（4）焊接變形。在（zài）技術標準（zhǔn）範圍內，鑄件的某些缺陷（xiàn）可以通過補焊修（xiū）複，但補焊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（yī）般鑄件（jiàn）相比，大型鈦合金鑄件的尺（chǐ）寸和壁厚（hòu）差異（yì）較（jiào）大，尺寸波動受（shòu）製模、製殼、澆（jiāo）注、熱等靜壓、熱（rè）處理等過程（chéng）中的工藝環境影響（xiǎng）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，並采取相應的工藝技術措施，突破以下尺寸精度控製關鍵技術（shù）。
　　（1）蠟模尺寸精度控製技術。通（tōng）過冷卻（què）收縮、重力（蠕（rú）變）對蠟模變（biàn）形規律影響的測試與分（fèn）析，在環境溫（wēn）度受（shòu）控（kòng）的前提下（xià），優（yōu）化蠟模存（cún）放條件（jiàn）；通過蠟模胎模/矯形模，控製蠟模的形位變形量（liàng），保證蠟模的（de）圓度、平麵度符合工藝要求；采用三坐標（biāo）或藍（lán）光檢測方法評價蠟模尺（chǐ）寸精度的符合性。
　　（2）型殼尺寸精度控製（zhì）技術（shù）。通過製殼過程中（zhōng）載荷（hé）分析與校驗、脫蠟（là）/焙燒/預熱條件下高溫-重力對型殼變形影響熔體熱（rè）作用和充型（xíng）載荷對（duì）型殼變形影響、離心力對型（xíng）殼變形的影響研究，係統製定型（xíng）殼防變形措施，如：設計製造模組防變形工裝；調（diào）控製殼工藝（濕強度、高溫強度）；調整（zhěng）優化脫蠟（là）、焙燒、預熱工藝參數，將（jiāng）型殼變形率控製在最小範圍（wéi）。
　　（3）鑄件尺寸（cùn）精度控製技術。研究凝固冷卻收縮對鑄件（jiàn）形狀和尺寸（cùn）影響，結合凝固（gù）過程應力-應變模擬分析結果，通（tōng）過控製熔鑄過程工藝參數（shù）（如：鑄型溫度、澆注溫（wēn）度等）、調整（zhěng）澆注係統、局部增厚或減薄型殼強度、控製因凝固（gù）和冷卻（què）收縮受阻造（zào）成的應力不均（jun1）和應力集中等方法，使鑄件收縮更均勻。
　　（4）後處（chù）理熱過程（chéng）尺（chǐ）寸（cùn）精度控製技術。在分（fèn）析大型鑄件在熱處理（含熱（rè）等靜壓、時效（xiào）等）、焊接等熱過程中變（biàn）形規律的基礎上，運用金屬材料的蠕變特性，設（shè）計和製（zhì）造必要的熱定型工裝和防變形工（gōng）裝（zhuāng）以（yǐ）減小後（hòu）處理（lǐ）熱過程中鑄件變形。
　　2.2大（dà）型複雜鈦合金鑄件質量控製技（jì）術
　　2.2.1關鍵（jiàn）技（jì）術難點
　　由（yóu）於過程控製難度（dù）更大，大（dà）型複雜鈦合金鑄件缺陷產生的可能性較中小（xiǎo）尺寸鑄件增加。從現有大型鈦合（hé）金（jīn）鑄件的生產與加工情況來看，鑄件澆注後幾乎都（dōu）存在一定數量的冶金缺陷，靠補（bǔ）焊挽（wǎn）救，毛（máo）坯合格後，在加工過程（chéng）的熒光檢查中，還會有部分（fèn）鑄件存在熒光顯示。對鑄件質量影響（xiǎng）的主要（yào）因素有以下幾方麵。
　　（1）外廓尺寸不斷（duàn）增（zēng）加，加大了熔體的流動距離，延長了（le）熔體與（yǔ）鑄型接觸的時（shí）間，增加了熔體與鑄型相互作用的機會。
　　（2）壁厚差不斷增大，增加了縮（suō）孔、疏鬆和應力集中的機會。
　　（3）最（zuì）小壁（bì）厚越來越小，增（zēng）大了欠鑄（zhù）、澆不足的可能性（xìng）。
　　（4）鑄件結構越來越複（fù）雜，使金屬液填充過程處於多管流動過程，極易將外來物卷入鑄件成（chéng）為夾雜（zá）、夾渣等缺陷。
　　2.2.2解決的技術途徑
　　（1）采用數值模擬分析型殼受（shòu）熱條件下（xià）的溫度（dù）場和澆注（zhù）時的金屬液流場、溫度場及應力場變化規律。構建實際工況下（xià）的溫度測量係統，對實際生（shēng）產過（guò）程的（de）溫（wēn）度狀（zhuàng）態和金屬液流動進行（háng）測量，從而檢驗和修（xiū）正數值模擬結果。
　　（2）改進型殼溫度控製方法。通過型殼局部保溫或激冷等手段（duàn）實現（xiàn）型殼散熱條件的差異化精確控製（zhì），配合澆注工藝設計，優化金屬（shǔ）液凝固順序，減少充型不完整、補縮不足導致（zhì）的（de）鑄件缺陷。
　　（3）針對構件結構特點，結（jié）合計算機模擬優化的澆注方案，研究鑄型預熱溫度（dù）對金屬液充型補縮性能的影響，獲（huò）得優化的鑄型預熱溫度，減少流（liú）痕、澆不足、縮鬆縮（suō）孔等缺陷，實現（xiàn）鑄件完整成形。
　　（4）采用計算機（jī）有（yǒu）限元模擬技術分析溫度（dù）場對凝（níng）固中（zhōng）縮孔等缺陷形成（chéng）的影響，預（yù）測缺陷位置。基於此結果，優（yōu）化三維鑄件結（jié）構、澆冒口等（děng）澆注（zhù）係統設計。采用X射線探傷、滲透檢驗等無損檢驗手段，結合鑄件解剖，分析檢測成形的鑄件冶（yě）金缺陷（xiàn）及其分布規律，並與有限（xiàn）元模擬結果對比驗證，迭代工藝參數設置，優化澆注工藝。
　　（5）采用熱（rè）等靜壓技術消（xiāo）除鑄件內部縮鬆縮孔缺陷。
　　3大型（xíng）複雜鈦合金熔模鑄（zhù）造（zào）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。鈦合金鑄件製造工序流程（chéng）長（zhǎng）（從投料（liào）到鑄件入庫需要經過70餘道主（zhǔ）要工序），任一（yī）工藝（yì）過程操作質（zhì）量對鑄（zhù）件最終質量都將（jiāng）造成影響。主要（yào）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、排故補焊、酸洗熒（yíng）光（guāng）、熱等靜壓、多次X光探傷、矯形、機（jī）加終檢等。由於鈦合金熔體非常活潑，澆注熔體多采用真空自耗電極凝殼爐（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（shēn）粘度大、流動性差，通（tōng）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
　　蠟模尺寸控製是鑄（zhù）件尺寸控製的（de）首要環節，為保證蠟模尺寸的準確（què）性（xìng），同（tóng）時驗證工藝參數的可行性，壓製了不同壓型預熱溫度、射蠟壓力和保壓時間的蠟模，對蠟模尺寸劃線檢查、三（sān）維掃描（圖3）和破壞性全（quán）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蠟模尺寸控製技（jì）術
　　設計了蠟模胎模和測具，對蠟模進行符合性矯正（zhèng）。鑄件曲麵所對應的蠟模曲麵變形（xíng）量測量結果表明，設計的（de）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（mó）尺寸能控製在0.5 mm左右（圖4）。
　　圖4蠟模（mó）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
　　利用鑄造工藝模擬（nǐ）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，為澆注工藝參（cān）數優化提供了依據（jù）。模擬過程見圖5。
　　表1工藝模擬方案
　　Table 1 Scheme of process simulation
　　圖5工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（guǒ）可知，方案一充型（xíng）、補縮效果更好，其（qí）主要原因（yīn）為離心轉速高，有利於合金的充型和補縮。若降低離心轉速，則必須大幅度提高型（xíng）殼預（yù）熱溫度和加大補縮（suō）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，需加（jiā）大（dà）厚大（dà）部位的補縮。
　　3.2.3澆注係統（tǒng）確定
　　由於鑄件具有外廓尺寸大、薄（báo）壁的特（tè）點，蠟模組合工藝方案主要考慮（lǜ）了以下兩個問題：
　　（1）設計合適的內澆道與橫澆道以（yǐ）及中心（xīn）澆道的比例關係，以保證型腔內獲得（dé）足夠的壓強；
　　（2）由於蠟模為非（fēi）對稱薄壁異（yì）型麵，組（zǔ）合方案（圖6）需要考慮模組在製殼旋轉過（guò）程中（zhōng）容易因重量不平衡而產生扭矩，導致模組斷裂。特（tè）製做塗料用工裝。
　　圖6蠟模組（zǔ）合工（gōng）藝示意（yì）圖
　　Fig.6 Diagram showingwax pattern assembly process
　　3.2.4防變形設計
　　考慮鑄件筋板跨度大易變（biàn）形，為保證蠟模強度，避免蠟模和鑄件後工序變形，在（zài）蠟（là）模相應位置組合設計製造（zào）、安裝了工藝筋，用以連接跨度較大的鑄件筋板，形成了防變形框架，如圖7所（suǒ）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（liào）工（gōng）裝設計
　　鑄件蠟模結構為非對稱薄壁異型結構，在組合和塗（tú）料過（guò）程中常在澆冒口等連接部位出（chū）現裂紋或斷裂，增加了鑄（zhù）件變形、跑火、氣孔和高密（mì）度夾渣缺陷的風險。為改善模（mó）組的受力情況，發揮工裝的（de）防變形和對模組的保護作用（yòng），最大限度減少模組出現裂紋或（huò）斷（duàn）裂的風險，提高鑄件的實物質量，設計製造了專用組合工（gōng）裝，防止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（zhuāng）
　　Fig.8 Special combination tooling
　　3.3製殼技術
　　鑄件（jiàn）蠟模尺寸大、壁薄、整體強度差，在塗料過（guò）程中易發生垮塌或產生（shēng）微裂紋。脫蠟後在型（xíng）腔內表麵形成（chéng）飛翅，澆注時卷（juàn）入金屬液中（zhōng）形成夾渣。因此，必須用加固框架增強蠟模組的強度，並且在操作過程中要認真，防止模組發生（shēng）垮塌或蠟模產生裂紋。
　　3.3.1製殼操作
　　由於模組輪廓尺（chǐ）寸超出現有塗料生產機械手的規格限製，隻能手工塗料，增加了模組沾漿（jiāng）和撒砂均勻性的難度，塗料工藝穩定性差。為此設計製（zhì）造了專用塗料吊軸，采（cǎi）用吊車和人工旋轉塗料。
　　3.3.2製殼工藝材料研究
　　高密度夾雜和熒光線性顯示一直是（shì）鈦（tài）合金鑄件的主要缺（quē）陷，型殼質量穩定性不高是主要原因之一（yī）。為進一步（bù）提高鈦合金鑄件質（zhì）量，縮短生產周期，采用堿性製殼材料（矽溶膠為主）替代（dài）酸性製（zhì）殼材料（以二醋酸鋯為主），型殼經塗料（liào）焙燒後，表麵（miàn）質量良好，無表麵（miàn）裂紋和麵（miàn）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。
　　3.4熔化澆（jiāo）注工藝技術研究
　　正確選擇（zé）與控製熔煉工藝參數，是保證獲得優質鑄（zhù）件的關鍵環節。由於鈦合金是活潑性金屬，熔融狀態容易與N2、O2、H2等氣體發生反應，因此鈦合（hé）金熔煉和澆注過程要（yào）在（zài）真空狀態下進行，既防止鈦液（yè）氧化，又防（fáng）止合金內的N2、O2、H2含量（liàng）超出標準（zhǔn）要求。
　　工藝參數確定。
　　（1）真（zhēn）空度。防止熔融（róng）鈦液氧化，選擇較高的真空度，真（zhēn）空壓力需小於4 Pa。
　　（2）電參數。由於鑄件輪（lún）廓尺寸大、壁厚薄，要（yào）得到完整（zhěng）的鑄件，需要（yào）較高的熔（róng）煉溫度，對於真空電弧（hú）熔煉，在保證電（diàn）壓不能過高的情況下，提高溫度的關鍵（jiàn）是要盡量提高熔煉電流。同（tóng）時，為使設備熔煉過程（chéng）處於（yú）安（ān）全狀態，在提高（gāo）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（wéi）：熔化電壓為34～50 V；熔化電流為28 000～32 000 A；熔化量按照（zhào）模組重量計算。
　　（3）離心轉速。提高離心轉速是大型、薄壁鑄件（jiàn）充型的關鍵，根據理論計算公式為（wéi）：
　　式中：n為離心盤轉速（r/min）；G為重力係數；R為離心盤旋轉中心到鑄件的最短距離（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，製作了專用的裝爐箱以保證型殼（ké）有足夠的強度承受（shòu）設計轉速下的（de）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（chǐ）寸控製
　　3.5.1鑄件熱處理防變形工裝（zhuāng）設計
　　通過（guò）對比熱（rè）等靜壓前後鑄件尺寸發（fā）現，鑄件經熱等靜（jìng）壓處理後存在一定（dìng）的變形量（liàng）。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（xíng）考慮，設計了圖10所示的（de）熱等靜壓防變形工裝。同時為滿足現場研製要（yào）求，焊接製造了簡易熱等靜壓卡板，應用後對鑄件防變形起到（dào）了一定效果，熱等靜壓後鑄件經劃線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（biàn）熱矯形工藝優化研究
　　為了（le）保證（zhèng）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）熱矯形工藝實驗。在（zài）鑄（zhù）件研製中優化了兩種整體熱矯形工裝（zhuāng）設計思路，具體見表2中優化方（fāng）案1和2。
　　表2熱矯形工藝方案對比
　　Table 2 Comparison of thermal orthopedic procedures
　　利用優化（huà）方案2的矯形模對鑄件進行矯形後，鑄（zhù）件經劃線檢查和三坐標擬合檢查後，曲麵的尺寸偏差能控製（zhì）在1.5 mm左右。
　　3.6某鈦合金（jīn）異形結構件研製結（jié）果
　　（1）對製模（mó）、組合、塗料、熔煉澆注、熱矯形等鑄造過（guò）程采取的技術措施有效、可控。
　　（2）鑄件質（zhì）量符合GJB2896A之I類B級驗收要求、尺寸（cùn）狀態符合HB6103—2004/CT7。經裝機（jī）試驗，滿足使用要求。
　　4結束語
　　大型複雜鈦合金整體鑄件已（yǐ）經成為鈦（tài）合金熔模鑄造的發展趨勢，我國相關技術與國外相比仍（réng）存在較大差（chà）距。為減少質量波動、提高鑄件（jiàn）質量，以下鑄造關鍵過程的控製尤為重要：
　　（1）確定（dìng）合理製模參數及蠟模防變形措施是大（dà）型複雜鈦合金鑄（zhù）件精密鑄造尺（chǐ）寸精度控製的關鍵；采用熱矯形對鑄件尺寸進行控製是應對大型複雜鈦合（hé）金鑄件精密鑄造尺寸變形（xíng）的重要方法；
　　（2）針（zhēn）對（duì）大（dà）型複雜鈦合（hé）金鑄（zhù）件，應適當增加離心轉速、提高預熱溫度，在離心半徑較小（xiǎo）部（bù）位及厚大部（bù）位加大冒口補（bǔ）縮，能有效提（tí）高質量；
　　（3）采用（yòng）計算機模（mó）擬優化澆注係（xì）統設計，可縮短大型複雜鈦合（hé）金鑄（zhù）件研製周期，快（kuài）速提升產品質量。
　　結語
　　大型複雜鈦合金（jīn）鑄件（jiàn）熔模精密鑄造技術作為現代製（zhì）造業的瑰寶，不僅展示了人類智慧的結晶，更為推動工業發展注入了強大動（dòng）力。隨著技術的不斷進步和應用領域的拓展，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（rén）類社會的進步貢獻更多力量。
　　文章（zhāng）引用：冉興,呂誌剛,曹建等.大型（xíng）複雜鈦合金鑄件熔（róng）模精密鑄造技術[J].鑄造,2021,70(02):139-146.