鈦在熔融狀態(tài)下非常活潑，長期以來未能找到適合的熔鑄方法與造型材料，致使鑄鈦落后于變形鈦合金20多年。1956～1962年美國貝爾(Beal)等開發(fā)出真空自耗電弧凝殼熔鑄技術(shù)，使鈦鑄件正式進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)。20世紀(jì)70年代，開始應(yīng)用于**航天領(lǐng)域。從70年代以后，鈦合金大型薄壁精密鑄造技術(shù)得到開發(fā)與應(yīng)用。在其材料使用性能接近或等于**鈦鍛件的前提下，成本降低50%左右，因而鑄鈦技術(shù)得到快速發(fā)展。預(yù)期在不久的將來，它將取得和變形鈦合金同等重要的地位。

熔鑄設(shè)備

真空自耗電弧凝殼爐是生產(chǎn)鈦鑄件的主要設(shè)備，它的原理是：在爐體內(nèi)，采用鈦材料鑄錠或鍛棒作為母材料電極(負(fù)極)，水冷銅坩堝充當(dāng)正極，在真空氣氛下，輸入低壓(25～40V)大電流，兩極接近起弧后，熔化鈦材料自耗電極端部，滴入坩堝內(nèi)，形成熔池。在水冷作用下，銅坩堝壁與熔池間形成一層凝殼，保護(hù)坩堝不受侵蝕，鈦液不受污染。當(dāng)坩堝內(nèi)熔池增長至足夠量時，停電斷弧，快速提升電極，翻轉(zhuǎn)坩堝，將熔融鈦水注入靜置的或離心轉(zhuǎn)動的鑄型中。凝殼爐的優(yōu)點(diǎn)是，生產(chǎn)效率高，合金成分控制良好。缺點(diǎn)是金屬過熱度低，需要快速澆注和設(shè)備較大的澆注系統(tǒng)。中國**的凝殼爐的澆注量是500kg。美國、前蘇聯(lián)均有1000kg左右的爐子。其他處于試驗(yàn)研究階段的鈦熔鑄方法有電子束、等離子和冷壁坩堝感應(yīng)熔鑄法等。

造型方法

包括石墨型鑄造和熔模精密鑄造。

石墨型鑄造　石墨型是生產(chǎn)民用鈦鑄件的主要造型工藝。又分加工石墨型和石墨搗實(shí)型。加工石墨型是用**人造石墨塊手工或機(jī)械加工而成，根據(jù)鑄型復(fù)雜程度，可采用多活塊組合，這種鑄型可多次使用。石墨搗實(shí)型是由人造石墨砂料和碳質(zhì)有機(jī)粘結(jié)劑碾混成混合料后，在木模或金屬模砂箱中，用手工或造型機(jī)械造型而成。造好的石墨砂型，經(jīng)低溫烘烤干燥固化后，在干散石墨粉覆蓋下，或在非氧化氣氛保護(hù)下，進(jìn)行高溫焙燒。制作好鑄型組合后，即可裝爐澆鑄。生產(chǎn)質(zhì)量要求嚴(yán)格的**鑄件，其加工型和搗實(shí)型在澆鑄前均需進(jìn)行真空除氣處理。

熔模精鑄

熔模精密鑄造是生產(chǎn)精度高、形狀復(fù)雜、表面光潔和內(nèi)部致密的**用鈦合金鑄件的主要工藝。鈦的熔模鑄造方法與鋼精鑄工藝基本相同，只是在制殼材料和某些工序上有所區(qū)別。

當(dāng)今用于生產(chǎn)鈦精密鑄件的工藝有三種：

(1)石墨型殼工藝。

(2)金屬面層陶瓷型殼工藝。

(3)氧化物陶瓷型殼工藝。**種價格低廉，可用于中小鑄件生產(chǎn)，后兩種可用于大型薄壁精密鑄件生產(chǎn)。