【技術開發單位】北京百慕航材高科技股份有限公司

　　【技術簡介】鈦及鈦合金具有一系列優異的特性：如密度小、比強度高、耐腐蝕、耐高溫等，其工業化生產僅50多年就展示出強大的生命力，成為航空、航天、能源、船舶、化工及醫療領域不可缺少的材料。但鈦的化學活性高，鑄造難度大，常規鑄造技術難以滿足目前航空航天等領域對薄壁、異性、結構和功能統一鈦合金精密鑄件的需求，因而開發低成本、精密化的鈦合金鑄造技術成為目前急需解決的問題。
　　鈦合金熔模精密鑄造技術是為了滿足航空、航天技術的需要而發展起來的，通常是在蠟模表面涂上數層耐火材料，待其干燥硬化后形成了較厚的耐火涂層，再將其中的蠟模溶化脫掉而制成型殼，再經過焙燒獲得了較高的強度，然后進行澆注而獲得鑄件的一種方法。但是，鈦合金的熔模精密鑄造也面臨著一些挑戰，其中鈦液與型殼的化學反應，以及離心澆注所產生金屬液對型殼的高速沖擊，時常導致型殼在澆注過程中破裂，鑄件報廢，造成原材料、能源和人力的浪費。因此，制造既具有化學惰性，又具有高強度的熔模型殼是鈦和鈦合金熔模精密鑄造的重要一環。目前國際主流鑄造技術采用氧化物面層陶瓷型殼生產復雜薄壁鈦合金鑄件，因為與鈦有著低反應性，熱導率低、強度高、可澆注優質的鈦合金精密鑄件。生產線上的型殼與以前相比，其表面光潔度有所提高，氣孔較少；以前常出現的微裂紋不再常見。背型涂料采用機械手與程控懸鏈干燥后，型殼質量比較穩定。
　　此外為降低鈦合金鑄件生產成本也可采用特種砂型鑄造，造型混合物采用鑄造級鋯砂、橄欖石砂和粘結劑。砂型鑄造是通過在木模表面覆蓋造型混合物，經焙燒后制成模殼的過程。其生產周期短，可大大降低鑄件的生產成本，適合鑄件表面質量要求不高的鈦合金鑄件，可根據鈦合金鑄件的特點選擇使用該鑄造方法。

　　【技術特點】采用真空感應爐進行鈦及鈦合金熔煉澆鑄有如下技術優勢：（1）降低鈦合金鑄件生產成本。感應爐不需專門制備電極，海綿狀料、廢品壓塊、回收料等均可以使用。同時熔煉一爐所需時間比凝殼爐短，可降低鈦合金生產成本。（2）適宜制造復雜薄壁精密鈦合金鑄件。感應爐的溫度可控，熔池可長時間保溫，可提高過熱度，有利于復雜薄壁精密件的充滿，這是凝殼爐無法做到的。目前國內主要采用凝殼爐生產鈦合金鑄件，而國外的一些公司已經采用感應爐生產包括宇航鑄件和轉動件在內的鈦及鈦合金鑄件，并取得了很好的經濟效益。
　　同時，通過對型殼用耐火材料和粘結劑的發展，大大提高了鈦合金薄壁復雜精鑄件的質量。傳統的石墨型雖成本低但鑄件表面質量較差，同時不適于生產件，而用難熔金屬面層或氧化釔面層陶瓷型殼可以澆注出高質量的鈦鑄件，但成本卻很高。而氧化物面層陶瓷型殼特別適用于批量制造、無加工余量及難于機加工的復雜構件。與機加工藝相比，可大幅度降低生產成本并縮短制造工期。

　　【技術指標】
　　蠟模：蠟料采用鈦合金精鑄專用蠟料，對蠟模和模組的表面清潔度要求較高，表面無油污、平整光滑，不能有裂紋、針孔等缺陷，否則會影響型殼及鑄件質量。
　　型殼：鈦熔模鑄造型殼強度取決于背層質量，而面層的質量決定著鑄件的表面質量，如果面層發生脫落、起皮或裂紋現象，則所鑄鑄件表面也會出現相應的缺陷。型殼面層材料對溫濕度比較敏感，隨溫度的升高，干燥時間縮短。但提高溫度受模料熱穩定性的限制。當相對濕度30%-40%范圍時，干操時間最短;當相對濕度大于70%時，型殼干澡時間顯著增加。風速在4m/s以內，隨著風速增加干燥時間明顯縮短，但風速超過5m/s時，干燥速度已提高不多了。
　　熔鑄：根據模組的特點選擇澆注系統和澆注工藝參數，如電壓、電流、離心轉速等。
　　熱處理：根據鑄件結構和壁厚選擇合適退火溫度和保溫時間，通過退火處理消除鑄件殘余應力。通過熱等靜壓處理閉合鑄件中的宏觀和微觀縮松、氣孔和縮孔，可提高鈦合金鑄件的性能和可靠性，尤其是鑄件的疲勞性能。

　　【技術水平】國際先進

　　【可應用領域和范圍】主要應用在航空、航天、汽車、船舶、化工等領域。

　　【專利狀態】已申請專利1項

　　【技術狀態】批量生產階段

　　【合作方式】技術服務、產品銷售

　　【投入需求】5000萬元以上

　　【轉化周期】2年左右

　　【預期效益】形成年產航空航天鈦鑄件200噸，石油化工等民用鈦鑄件150噸的生產能力。本項目達產年營業收入45000萬元，利潤總額5000萬元，凈利潤4000萬元。

　　【聯系方式】趙瑞斌  010-62498373/13801242410