升級鈦合金鑄造工藝助力“探月”“探火

升級鈦合金鑄造工藝助力“探月”“探火

在我國“探月”“探火”等重大工程突破進程中，長征五號系列運載火箭功不可沒。應用“一種用于易氧化金屬的熔模精密鑄造型殼的制備方法”專利技術研制的火箭氫氧發動機

渦輪泵殼體等成套關鍵部件，為長征五號系列火箭的每一次成功發射保駕護航。8月9日，優秀獎獲獎專利的技術優勢與應用領域。

 破解易氧化金屬鑄造世界性難題
 

　　在航空航天領域，有一種說法是“一克值千金”，形象說明了航空航天裝備的輕質化需求。鈦合金的出現，以其輕質、高比強度、高耐腐蝕性等特點，為航空航天、武器裝

備、艦船等領域的裝備研發提供了全新的解決方案。“我國航空航天、海洋等重點領域重大工程及重點型號的不斷立項實施，對高品質、大型復雜薄壁鈦合金鑄件的

需求既迫切又嚴苛。但大型化、高薄壁占比、復雜整體結構鑄件在制備中存在著一些固有困難和缺陷，尤其是尺寸精度難以控制，這曾經是一個世界性的難題，嚴重制約著新一代

裝備的研制。”
 

　　液態鈦幾乎可以和一切物質發生反應，因此在澆注成形過程中，不可避免地與熔模精密鑄造型殼發生化學反應，從而在鈦合金鑄件表面形成污染層，并易產生表面微裂紋等缺

陷。
 

　　開發了復合釔稀土耐火材料和中性粘結劑用于制備陶瓷鑄型，有效解決了酸性粘結劑的回溶及型殼化學穩定性差的問題，降低了制殼成本，縮短了20%以上的制殼周期。同

時，研發團隊專研鑄型粉料形貌及粒度分布微觀控制技術，實現了粒度級配，大幅提升了型殼的致密性和耐沖擊性，極大改善了鑄件的表面質量。“一種用于易氧化金屬的熔模精

密鑄造型殼的制備方法”專利技術橫空出世，打破了鈦合金、鋯合金等易氧化金屬難以制備大型復雜結構鑄件的困局。

　獲獎專利形成了一整套高質量復雜易氧化金屬精密鑄造技術，研制出一系列優質鑄件產品。在大型、復雜、薄壁、高性能易氧化金屬鑄造成形的技術創新、工藝優化、質量控制

等方面，沈陽鑄造所積累了豐富的經驗和行業領先的技術實力。“這項專利技術實現了我國鈦合金精密成形技術的升級迭代，促進了我國鑄造技術的進步。已有數百種、數萬件高

質量、高性能、高穩定性的鈦合金鑄件成功應用于大運載火箭發動機、探月工程、空間站建設、火星探測等重大工程和尖端裝備中，極大推動了我國裝備制造業的發展。以該專利

作為核心技術的大型復雜高性能鑄造鈦合金精密成形技術成果，經專業機構組織鑒定，達到了國際領先水平。”
 

持續引領精密鑄造行業技術進步
 

　　沈陽鑄造所擁有高端裝備輕合金鑄造技術國家重點實驗室，是國內最早開展鈦合金鑄造工藝研究的科研院所。在高端裝備鈦合金精密鑄造技術研究方向上，沈陽鑄造所打造了

一支近百人的科研團隊，先后承擔了國家重點研發計劃等近百項研究課題。該所建成了國際上最大的真空鈦合金鑄造爐，其離心盤直徑達到4米，整體澆注成形的鈦合金鑄件最大

尺寸達到2.7米以上。許多尖端裝備上的大型鈦合金零件，無法通過鍛造等其他工藝完成，利用真空鈦合金鑄造爐可整體鑄造成形。
 

　　沈陽鑄造所始終秉承“推進科技創新，知識產權先行”理念。2017年，沈陽鑄造所在這項專利基礎上，先后布局了6件相關外圍專利，有效構筑起覆蓋該技術領域的“專利

池”，不但形成了專利保護，還突破了競爭對手的技術壟斷。此次獲獎，已是該所歷史上第七次榮獲中國專利獎。
 

　　“作為國家級鑄造技術專業研究機構，沈陽鑄造所集研發、制造、技術服務于一體，面向國家重大需求和行業共性問題，致力于解決我國輕合金鑄造材料及成形技術的瓶頸問

題。沈陽鑄造所矢志不渝追求技術進步，目前走在了高端裝備鈦合金精密鑄造行業的前列。未來，沈陽鑄造所不會停下創新腳步，有信心繼續引領精密鑄造行業的技術進步

來源：搜鈦網

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