TA15钛合金是前苏联研造的一种近α型钛合金，名义成分为Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V，它拥有中等室和善高温强度，优良的热不变性和焊接机能，宽泛利用于飞机、发起机和导弹的结构件。目前关于TA15钛合金的钻研，重要集中在热处置工艺、热约束变形行为、热变形行为等领域，而没有有关文件对其铸造充型能力进行钻研。

钛基合金密度幼，对于薄壁铸件，传统的沉力铸造难于使其顺利充型，必须辅以表力来保障铸件齐全成形，最常用的是离心力，关于钛基合金离心铸造工艺过程的钻研仍在不休深刻，近年来也有尝试将反沉力低压铸造引入钛基合金的，但由于气体压力与沉力方向相反，充填能力不够强，充型功夫长，铸件表表传染较严沉，因而并未得到宽泛关注。本尝试选取一种新型的铸造成形技术实现TA15合金铸件成形。该步骤选取非自耗电极电弧炉在水冷铜坩埚中溶解TA15合金，合金熔体通过坩埚底部吸口利用自身沉力和气体压力共同作用促使其充填铸型。吸铸过程中，吸铸室维持真空状态，预防了TA15合金在充型过程中产生氧化，并且克服了充型过程中产生气体背压对充型产生阻力，气体压力与沉力叠加，可显著提高钛合金熔体的充型动力，可能有效节造复杂薄壁构件在充型过程中由于凝固速度快导致不能齐全充填而出现浇不及、流痕等铸造缺点。非自耗电极电弧炉多用于资料钻研领域造备纽扣铸锭或用于非晶合金吸铸，对铸件成形方面的钻研很少。幼型薄壁铸件拥有蓄热量低、型腔狭幼、比表表积大的特点，铸造难度很大。

本尝试重要钻研TA15合金在底漏式真空吸铸下的充型能力，揭示吸铸过程中工艺前提对熔体充填铸型的影响，旨在为实现底漏式真空吸铸成形钛合金的利用奠定基础。

1、底漏式真空吸铸成形的根基道理

该步骤成形道理如图1，熔炼室内充斥
；ば云咫财，TA15合金原料在水冷铜坩埚中用非自耗电极电弧加热溶解，当熔融钛合金达到肯定的过热度，在气体压力差及沉力的共同作用下通过坩埚底部的吸口充填铸型，得到铸件。

2、尝试 

在底漏式真空吸铸成形过程中，电流大幼、石墨吸口直径、铸型温度是影响充型过程的重要工艺参数，本尝试将对这3个工艺参数对吸铸成形的影响进行钻研。利用真空吸铸设备，将肯定质量的TA15合金熔炼3遍，使其成为成吩旖均的母合金锭。选取分歧直径的石墨吸口和分歧大幼的电流，吸铸TA15合金螺旋试样，相识工艺参数对流动性的影响。扭转电流大幼、石墨吸口直径、铸型温度等工艺参数，吸铸长70mm、宽20mm、厚1mm的薄板，利用每次吸铸得到的薄板铸件的充填率来评价充填成效，分析工艺参数对铸件成形的影响，得到台理的吸铸工艺参数。选取合理的工艺参数吸铸直径为40mm、叶片厚度为2mm的幼叶轮。试验过程中的铸型由石墨通过机械加工得到，铸型示意图如图2、图3。

3、了局及分析

3.1 工艺参数对TA15合金流动能力的影晌

熔融金属的流动能力直接影响铸件的概括清澈、状态齐全的水平。本试验在分歧电流和吸口直径的工艺参数下，获得螺旋流动试样，来调查TA15合金在底漏式真空吸铸前提下的流动能力。文件用Procast软件仿照了钛铝合金底漏式真空吸铸过程中吸口直径对充填率的影响，石墨吸口直径越大，薄板铸件充填率越高，在吸口直径为4mm时，薄板铸件已经能够齐全充斥型腔，了局如图4。TA15合金密度比钛铝合金的密度大，充型动力(沉力的贡献)较大，所以试验中吸口直径选择3mm和4mm。

在沉力前提下TA15合金熔体难于充填螺旋试样型腔，在石墨吸口中就已凝固了，如图5。沉力前提下充填试验的参数如表l。熔融TA15合金在没有气体压力，只有沉力的前提下，只有极少一部门流入石墨吸口，而不能充填铸型。

在气体压差辅助下的TA15合金流动机能试验前提及了局如表2，试验得到的流动性试样如图6。

由TA15合金流动性试验了局可知，螺旋形型腔得到了分歧水平的充填。试样1和试样2试验前提中石墨吸口直径分歧而其他前提一样，试验了局注明石墨吸口直径越大，螺旋试样流动长度越长，由于在吸口上部合金液拥有肯定的压力，石墨吸口直径越大，吸口表表积就越大，充填时的压力也越大。为了保障合金的充型能力，薄板及叶轮试验均选取直径为4mm的石墨吸口。试样2和试样3试验前提中电流分歧而其他前提一样，试验了局注明电流越大，螺旋试样流动长度越长，也就是该工艺下熔体沿水平方向有较好的充型能力。

3.2工艺前提对薄板成形的影响

3.2.1电流对薄板成形的影响

在薄板成形过程中，试验前提见表3，电流对充型能力的影响见图7、图8。

由了局可知，其他前提不变的情况下电流越大，薄板充型的充填率越大。原因是浇注前提中对金属充型能力影响最大的是浇注温度，底漏式真空吸铸设备中，钨电极电弧的电流决定TA15合金的浇注温度。
电流愈大，钨极电弧温杜高，合金液的浇注温杜高。浇注温杜高，熔融金属蓄扰多，粘杜幼，合金在铸型中维持流动的功夫愈长，熔融金属充型的能力就愈强。

3.2.2 铸型温度对薄板成形的影响

铸型温度对充型能力的影响试验前提见表4。试验了局见图9、图10。由了局可知，其他前提不变的情况下铸型温度越高，薄板充型的充填率越长。液态合金充型时，铸型与合金的热互换影响合金维持流动功夫，铸型的温度越高，液态金属与铸型的温差越幼，铸型的阻力越幼，流动速度越大，充型能力就越强。

由试验可知，随着电流的增大、铸型温度的升高，铸件的充填率增长。通过改善工艺前提，可能将70mm×20 mm×l mm的型腔充斥。试验前提及试验了局如表5、图11所示。薄板的厚度仅为1 mm，最大充填率达险些达到100％，证明TA15合金在底漏式真空吸铸前提下拥有足够充型薄壁铸件的能力，也注明在沉力方向上充型能力很强。

3 3 底漏式真空吸铸叶轮成形

上述试验了局能够看出在底漏式真空吸铸中合金液在沉力方向和水平方向都拥有很好的充填能力，但铸型相对单一，不能注明在复杂铸件中拥有同样的试验了局。现以幼叶轮铸件为例，进行底漏式真空吸铸充填机能的钻研，该铸件结构存在沉力方向和水平方向同时充型。试验前提见表6，试验了局见图12。

该钛合金叶轮有6个均匀散布的叶片，每个叶片厚度为2mm，叶轮表径为40mm。在底漏式真空吸铸前提下，铸型型腔内处于真空状态，大幅度提高合金液的充型能力，保障复杂铸件的充型齐全，概括清澈。铸件概括清澈，每个叶片充型齐全且棱角明显。

4、结论

1)底漏式真空吸铸时TA15合金螺旋试样的充型能力得到显著提高，没有气体辅助充型时不能实现充填，有气体压力辅助时充填长度可达58mm。

2)利用底漏式真空吸铸步骤可吸铸尺寸为70mm×20mm×1mm的TA15合金薄壁铸件。

3)利用底漏式真空吸铸步骤可吸铸出状态较复杂的TA15合金叶轮铸件。

4)在底漏式真空吸铸工艺前提下，合金液不仅在沉力方向拥有很强的充型能力，并且在水平方向也可能很好的充填型腔。

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