1、引言

现代战争对兵器及设备提出了很多新的要钛合金是价值昂贵的金属资料又属于难加工求，其中对军用飞机的要求更高。这使得高比强、中温机能好，耐侵蚀机能良好迪胙合金成为现代军用飞机的重要结构资料之一。飞机发起机的回转体、机匣、飞机框架、传动部件、起落架部件等都是机能要求高，状态复杂的零件，因而对加工成此类零件的钛合金锻件提出了很高的要求。

(热加工和机械加工)的类型。选取传统的铸造方式，由于变形抗力大，变形温度高，变形温度领域狭幼，通常铸造只能锻成比力粗的锻件。通过大量机加工成型锻件，大量金属被机加工切削掉，金属资料利用率低，机加工成本高，使最终零件价值昂贵。另表，钛合金对铸造工艺参数比力敏感，铸造温度、变形量以及冷却速度的扭转城市引起钛合金组织机能的变动。传统模锻很难精确节造铸造的工艺参数，造成锻件组织和机能颠簸较大。用等温铸造技术出产的锻件，尺寸精确、机能不变，组织机能易节造，是一种梦想迪胙合金铸造步骤。等温铸造技术的出现为航空航天出产精密、优质的锻件开创了一条沉要的蹊径。

2、等温铸造的基础

2.1 低变形抗力及高的延长率

部门金属或合金在高和善低应变速度下，塑性异常升高，应力显著降低的景象即为超塑性，其特点是用低的应力产生大的塑性变形。力学个性切合公式。

o=K·∈^m

式中K是常数，∈是应变速度，m是暗示变形应力对应变速度敏感性系数。公式注明M值愈幼，应变速度稍微减慢，变形抗力即显著降落。

图1、图2是TC4钛合金的变形个性。从图1能够看出，在800~950℃领域内，随着温度升高，延长率最大，可达到1000%以上。变形应力随温度升高而降低。从图2能够看出，分歧温度下变形速度从5.2×10-3降到5.2×10-4，应力显著降落， 可降到20MPa以下。

2.2 变形均匀

在铸造过程中，模具的致冷作用都强烈影响工件与模具接触的表表，再加上摩擦力，使工件表表的低温层变形量出格低，无法破碎原有的粗晶，形成了变形死区。变形死区是铸造中难于预防的景象，是造成锻件中组织不均匀景象的沉要原因。

通例的铸造都有显著的死区，而等温锻和热模锻的模具温杜纂变形工件的温度处于一样或相近的状态，这样解除了工件表表的低温层也就解除了变形死区。

2.3 钛合金等温铸造的实现

钛合金等温精密锻件实现的前提是钛合金在某一个较窄温度领域，以很慢速度变形，并维持温度不变。因而，只有模具温杜纂变形工件温度相称或相近能力实现此前提。在等温铸造过程中变形工件表表不存在低温区，铸造的各类参数如温度、压力、速度、压下量等都能预先设定并自动节造。金属变形均匀，能够获得梦想的组织和机能，实现钛合金锻件的精密铸造。

3、航空用钛合金等温精密锻件的研造

3.1 锻件设计及模具设计

航空用钛合金等温铸造精密锻件，通常设计锻件的单边加工余量思考了超声波盲区为3-6mm，状态与零件相近。脱模角0~3°。

锻件重要选取关式铸造法设计模具。在模具成形设计与中央坯设计时，要思考在成形过程中产生涡流、回流、折叠、缺肉等景象，部门设计一些飞边仓。

等温铸造钛合金的模具需加热到950℃左右，且要接受肯定的压力，模具资料在高温下应有肯定的强度。目前模具资料选取铸造K3高温合金资料。

3.2 原资料

等温铸造所用的原资料化学成分、力学机能必须切合有关的技术前提要求。原资料为各类规格的圆棒，用料尺寸通常选取高宽比2.5~2.7。

3.3 等温铸造

根基成型工序：下料→等温锻饼超声波探伤→等温铸造→热处置→精整→检验→人库。

终锻铸造温度、铸造压力、锻后冷却方式、热处置造杜爪凭据资料商标及锻件所需的组织和机能来决定。为了预防锻件表表氧化，每次热加工时工件表表都涂上防氧化光滑剂。

4、试验了局

4.1 表形

选取等温铸造出产的航空用典型盘类的有：TC11钛合金二级轮盘、TC6II/III级盘、TC17压气机盘见图3。典型的薄壁管类件有：TC11空气导管、TC4前轴颈、TC6作动筒见图4。典型的大型锻件有TA19钛合金机匣、TC4钛合金行星架、TC17整体叶盘见图5。

能够看出等温锻件表形表表光洁、尺寸切合锻件图要求？招牡谋”诙图，锻件的金属流线散布更合理，有利于受力要求，并能节约大量的金属原资料。

4.2 金相组织

锻件别离经热处置后查抄，凹凸倍组织切合相应技术前提要求。

4.3 力学机能

锻件经热处置后，在划定的锻件部位切取试样，按划定的测试步骤试验，各锻件的力学机能切合有关的技术前提要求。TC11等温锻件力学机能见表1、TC4等温锻件力学机能见表2、TC17等温锻件力学机能见表3、TC6等温锻件力学机能见表4。

数据批注，各项测试了局满足了各类锻件规 定的指标要求。锻件的各组机械机能数据相当接 近，批注锻件的质量良好。

5、结论

形精确的航空用钛合金精密锻件，锻件的金属流选取等温铸造新工艺能够出产表表光洁，表线散布更合理，有利于受力要求。与通常铸造的锻件相比，等温锻件的资料用量可削减30%~40%，提高了金属的收得率，削减了加工工时，降低了零件成本。钛合金等温锻件的组织均匀，机能不变，满足了航空精锻件的要求。

参考文件

[1]Backofen， W.A.， Turner， I.R.， Avery， D.H.， Super-plasticity in anAl-Zn Alloy， Trans.ASM， 57(1964) ，980~990.

[2]庞克昌，航空锻件精化的沉要蹊径-等温铸造技术.金属学报.2002.38：357