[00365217]大运载火箭发动机用高压小通径钛合金铸件研制

该项目为钛合金成形技术的开发与应用研究，属于先进制造领域。主要成果为高压小通径钛合金铸件精密成形成套技术及其产品，主要应用于新一代大推力运载火箭用氢氧发动机上的超低温钛合金关键部件。铸件要求采用低间隙相(ELI级)Ti5Al2.5Sn钛合金进行铸造，其内部流道通径狭小，壁厚薄，结构复杂，且大多在高压、超低温、超转速条件下工作，因此对铸件尺寸、内外质量、力学性能要求较高。由于内部流道无法加工，采用钛合金铸造常规的石墨型铸型工艺及熔模精密铸造工艺，都无法达到要求。为研制出合格的铸件，该项目从铸型工艺、成形工艺、及后处理工艺等方面展开了研究，通过开发并应用精密型壳、型芯制备技术，尺寸高精度控制及防变形技术，激冷铸型陶瓷型芯复合铸造技术，离心铸造技术，热等静压以及高压水力清砂技术，有效解决了高压小通径钛合金铸件的高尺寸精度成形及高内外质量控制难题，成功研制出相关钛合金铸件，且力学性能达到Rm=790MPa，Rp0.2=760MPa，A=17.5%，E=123GPa，内部质量达到GJB2896-07AⅠ类B级要求(最高级别)，满足了中国新一代大推力运载火箭的研制配套急需。经省科技厅组织鉴定，该项目在国内外首次将Ti5Al2.5SnELI钛合金应用于铸件研制，且开发的激冷铸型陶瓷型芯复合铸造工艺在高压小通径部件的应用为国内外首创，项目总体技术水平达到了国际领先。该项目成功解决了火箭氢氧发动机氢泵钛合金部件无法采用锻坯工艺生产的难题，并极大提高了材料利用率和产品合格率，降低了成本，缩短了工期。项目技术已成功推广应用于飞机、卫星、飞船、导弹等航空、航天领域钛合金部件，以及离心叶轮、风机、泵阀等民用钛合金铸件的研制和生产。应用项目成果已累计实现新增产值约1.8亿元、利润约3600万元，取得可观的经济效益和社会效益。