精密铸件在航空航天领域的应用

熔模铸造由于其高尺寸精度和铸造复杂薄壁零件的能力，在航空航天领域发挥着越来越重要的作用。随着航空航天工业铸件结构和尺寸的日益复杂化和集成化，相对于投资精密制造行业提出了更高的要求。根据实际需要开发相应的精密铸造成型原材料和关键热处理设备，控制和保证大型精密铸造结构件的整体尺寸精度，满足设计要求，缩短研制周期将显得尤为重要。

美国新一代军机的目标要求是重量减轻50%，机身紧固件数量减少80%以上，批量生产成本降低25%以上，制造周期缩短1 /3 至 1/2。除了广泛采用新材料外，还需要大量大型、薄壁、复杂、整体、高质量的精密铸件。可见，未来航空航天工业对零部件的需求是重量更轻、比强度更高、数量减少、体积更大、结构更复杂，同时降低生产成本和生产周期。

为了实现上述目标，一次性成形的熔模铸造工艺得到了广泛的应用。以美国STME某型发动机为例，该发动机广泛采用一次成型精密铸造工艺，减少燃烧室零件数量50多个，焊接次数约90次，大幅降低生产制造成本。目前，熔模铸造技术主要应用于航空航天领域的铝合金、镁合金、钛合金、高温合金等零件的制造。精密铸造制造商天耀金属专注于铝合金的研究和生产，结合SLA打印技术，更好地生产出适合航空航天行业的产品。

铝合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性能好、易于成型、成本低等优点，因而在航空航天领域得到了广泛的应用。铝合金精密铸造技术是指在没有或很少加工余量的情况下铸造大型、薄壁、复杂、整体、高性能铝合金构件。轮廓尺寸一般在1500mm左右，壁厚一般在3mm左右。铸造性能基本达到中等变形合金性能指标，无加工余量或很少。

欧美等发达国家广泛采用整体精密铸造技术，开发出各种大型薄壁整体结构铝合金精密铸件，用于先进作战飞机和机身、导弹发动机、导弹弹体等关键零部件，并替代一些铝合金锻件和钣金件。铝合金熔模铸造一般采用石膏或陶瓷模具制作型壳。旋吹常用的方法是细化金属，添加Ti、B、Zr等元素来细化晶粒，改善铸造性能。最后，熔模铸造主要采用反重力铸造，提高金属液的填充能力，增强金属液对铸件的填充效果，获得稳定的液流。反重力铸造根据引入充型压力的方式可分为低压铸造、真空吸力铸造、差压（正压或负压）铸造。

精密加工