我国的旋压工艺与设备的研究源于60年月初期，钛合金的旋压研究始于上世纪70年月，颠末40多年来的成长，根基形成了从设备的研制到工艺开拓一套成熟的体系。海内航天所用钛合金及旋压成品，如火箭动员机外壳、叶片罩、陀螺仪导向罩、内蒙皮等，Ti8Al1Mo1V高钛合金用于动员机叶片热处理惩罚强化钛合金旋压成形;TB2钛合金用于小型喷管旋压等。

　　紧密成形是指零件成形后靠近或到达零件精度要求的成形技能，它是成立在新质料、新设备、新工艺、计较机帮助工艺设计等技能成就的基本上，成长了传统的成形技能，实现产物高效、高机能、低本钱的少无余量制造技能，紧密成形的零件具有高的几许精度和外貌粗拙度、准确的外形及优良的机器机能。钛合金紧密成形技能遍及应用于航空航天规模，它的利用能显著提高种种作战飞机、航空动员机、计谋战术导弹、运载火箭等航空航天产物的综合机能和保障本领。针对紧密成形技能中紧密热成形(包罗紧密锻造、超速成形/扩散毗连、紧密旋压和激光直接快速成形)技能的应用希望举办阐明，这些技能可以实现近净形出产，质料操作率高达70%~90%，已经在航空航天规模凸显出辽阔的成长前景和精采的应用代价。

　　美国强力旋压出产的φ3900mm大型导弹壳体，径向尺寸精度到达0.05mm，外貌粗拙度R a为1.6~3.2μm，壁厚差≤0.03mm。美国钛制造公司回收1.5m立式旋压机旋压φ1524mm的Ti-6Al-4V钛合金导弹压力容器封头，每个封头的旋压时间为5min。民兵洲际导弹第二级固体动员机壳体回收了Ti-6Al-4V钛合金，并用强力旋压成形，成形后的钛合金壳体重量减轻30%。环绕航天型号对轻质、高强、大型化航天需求，德国MT宇航公司回收旋压工艺制备出φ1905 mm的高强Ti-15V-3Cr合金推进系统贮箱，并应用于欧洲阿尔法通信卫星巨型平台，实现了卫星平台的大幅度减重、增加有效载荷。

　　跟着航空航天装备进级换代，对构件的大型化、巨大化和高精度提出了更高要求，钛合金紧密锻造技能团结先进熔炼技能、计较机仿真技能、热等静压技能、数字化检测技能等是此后的主要成长偏向。今朝，与西欧发家国度对比，我国在技能基本、设备、进程节制、成形改性一体化、工艺仿真和数字化检测等方面存在必然的差距，攻陷大型薄壁巨大整体精铸件锻造要害技能，满意先进航空航天装备研制的需要是此后事情的重点。

　　我国钛合金布局件激光直接快速成形技能的研究，从2001年开始一直受到当局主要科技打点部分的高度重视，在飞机、动员机等钛合金布局件激光快速成形制造工艺研究、成套装备研发及工程应用要害技能攻关等方面取得了较大希望。

　　西安航天动力机器厂研制出海内最大直径的钛合金筒形件;通过正反2道次普旋翻边乐成旋压出φ500mm的薄壁半圆钛圈，零件用于空间航行器微动力姿态调解。

　　钛合金紧密旋压技能

　　竣事语综合所述，钛合金紧密热成形技能在得到不绝进步的同时，也碰着了一些技能困难，大型整体钛合金构件的工程化应用范畴还较量小，但跟着航空航天财富的快速成长，钛合金紧密热成形技能肯定步入一个新的成持久，鉴于钛合金和紧密热成形技能的突出利益，二者的团结在将来航空航天家产中的孝敬浸染将更为显著，此后其主要成长偏向是：(1)大型可能超大型巨大(薄壁)布局件的整体紧密成形、低本钱、工程化应用;(2)计较机模仿(仿真)技能、CAD/CAM技能、数控技能等与紧密成形技能的团结，为航空航天新构件的成形提供技能途径。

　　近几年来，跟着计较机模仿技能的成长，数值模仿已遍及应用于金属部件旋压成形进程的阐明。航天质料及工艺研究所对TC4筒形件举办了计较机模仿，阐明白旋轮攻角、旋轮举动轨迹、普旋道次等工艺参数对旋压成形的影响纪律，乐成旋制了高妙径比的TC4钛合金筒形件。尽量钛合金紧密旋压技能为航天规模提供了种种合金普旋成形高妙径比旋压件，但从零件的工程化应用和旋压成形的巨大性阐明，还需进一步增强。总的来说，旋压技能在海内航天家产得到遍及应用，但大直径、薄壁整体钛合金热旋压成形工艺尚无应用实例，直径2.25 m贮箱箱底整体旋压技能、直径5 m低温贮箱箱底瓜瓣成形、钛合金及高温合金巨大布局件成形等技能还处在工艺探索阶段。

　　旋压成形技能制造的薄壁回转体壳体构件办理了在车削加工时存在的刚度低、哆嗦大、加工精度低等技能问题或基础无法加工的技能困难，应用于航天规模具有诸多优势。

　　SPF/DB应用于航空航天具有两方面的优势，一方面是满意航空航天巨大几许形状零件的要求，另一方面可以不消讨论(紧固件或铆钉等)得到整体布局。SPF/DB技能的应用偏向为：大型布局件、巨大布局件、紧密薄壁件的超塑成形;高速超塑成形技能的研究与开拓。SPF/DB技能应用表白：尽量钛合金本钱高，但本钱效益、靠得住性、长命命和重量轻量化对航空航天的吸引力更大。

　　北京航空航天大学王华明主持的“飞机钛合金大型巨大整体构件激光成形技能”项目研制出产出我国飞机装备中迄今尺寸最大、布局最巨大的钛合金等高机能难加工金属要害整体构件，并在我国大型飞机等多型飞机研制和出产中获得实际应用，从而使我国成为今朝世界上独一打破飞机钛合金大型主承力布局件激光快速成形技能并实现装机应用的国度，如图1。

　　自20世纪90年月开始，跟着计较机技能的飞速成长，激光直接制造技能逐渐成为制造规模研究的热点。激光直接快速成形技能中有2种要领可以用于直接制造金属零件，即区域选择激光熔化(SelectiveLaserMelting, SLM)技能和近净成形(Laser Engineered Net Shaping,LENS)技能。海外有关大型钛合金布局件激光直接快速成形技能的研究主要会合在美国。美国AeroMet公司在2002~2005年间实现了激光直接快速成形钛合金布局件在飞机上的应用。2001年Aero- Met公司开始为波音公司F/A-18E/F舰载连系歼击/进攻机小批量试制动员机舱推力拉梁、机翼动弹折叠讨论、翼梁、带筋壁板等机翼钛合金次承力布局件。2002年拟定出了“Ti6Al4V钛合金激光快速成形产物”宇航质料尺度(ASM 4999)并于同年活着界上率先实现激光快速成形钛合金次承力布局件在F/A-18等战机上的验证查核和装机应用。在航天规模，NASA马歇尔航天航行中心(NASA’s Marshall Space FlightCenter in Huntsville,Ala。)于2012年将选区激光熔化成形技能应用于多个型号航天动员机巨大金属零件样件的制造。激光直接快速成形技能还经常被用于钛合金零件可能模具的修复。

　　超塑成形/扩散毗连(SPF/DB)是一种把超塑成形与扩散毗连相结适用于制造高精度大型零件的近无余量加工要领，在现代航空航天家产成长的敦促下，颠末30多年的开拓研究和验证试验，已进入了实用阶段。

　　海内对SPF/DB技能的研究开始于70年月末，颠末30多年的成长，我国SPF/DB技能取得了很大的进步。连年来，我国新机研制及改造机型中，前缘襟翼、鸭翼、整体壁板和腹鳍等大尺寸钛合金构件回收SPF/DB技能。针对航天型号对金属防热布局的需求，航天质料及工艺研究所开展了钛合金波纹板SPF技能研究，乐成制备出TC4钛合金防热瓦等热布局部件。

　　钛合金激光直接快速成形技能

　　钛合金紧密锻造技能

　　跟着航空航天技能的成长，钛合金在航空航天规模的应用范畴不绝扩展，钛合金布局件也越来越泛起出大尺寸、薄壁曲面、变厚度和整体布局的趋势，进一步提高了航空航天航行器的机能、布局刚性，减轻了重量，钛合金紧密成形技能将是航空航天制造技能的研究重点。

　　北京航空航天大学激光质料加工制造技能尝试室以飞机次承力钛合金巨大布局件为工具，开展激光快速成形工程化应用技能研究，先后制造出TA15钛合金角盒近200件，完成了“激光快速成形TA15钛合金布局件在某型飞机上的装机评审”，首件激光快速成形TA15钛合金布局件顺利通过在某型飞机上的全部应用试验查核，使我国成为继美国之后裔界上第二个把握飞机钛合金巨大布局件激光快速成形工程化技能并实现激光快速成形钛合金布局件在飞机上应用的国度。

　　20世纪70年月早期，美国洛克威尔公司首先将超塑成形技能应用到飞机布局件制造中，使钛合金制造工艺产生了技能厘革。随后，西欧将钛合金SPF、SPF/DB技能列为重点研究项目，促使超塑成形整体钛合金布局件已得到工程应用，丁苯胶乳，并发生了庞大的技能经济效益：连系战斗机(JSF)的后缘襟翼和副翼、F-22后机身隔热板等重要布局均回收了钛合金超塑成形/扩散毗连的整体布局。英国罗·罗公司回收SPF/DB技能研制出了第二代钛合金宽弦无凸肩空心电扇叶片，每个叶片实现减重35%~40%，处于世界领先职位。欧盟回收超塑成形的Ti-6Al-4V合金高度节制仪气瓶还应用于阿里安Ⅴ火箭，海外一些导弹上用的钛合金蜂窝布局的翼面也回收SPF/DB技能成形。

　　钛合金具有低密度、高比强度、利用温度范畴宽(-269~600℃)、耐蚀、低阻尼和可焊等诸多利益，是航空航天航行器轻量化和提高综合机能的最佳用材，其应用程度是浮现航行器先进水平的一个重要方面。提高航行器的综协力学机能并低落本钱，是敦促钛合金在航空航天规模应用的重要法子。

　　钛合金超塑成形/扩散毗连技能(SPF/DB)

　　回收激光直接快速成形技能制造航空航天用的整体钛合金布局件具有质料操作率高、加工余量小、周期短和柔性高档利益。但激光快速成形进程中零件变形开裂防范，内部质量(内部缺陷、晶粒及显微组织等)及力学机能节制依旧是制约大型整体钛合金要害布局件激光直接快速成形技能成长和应用的技能瓶颈。

　　美国于20世纪60年月开始研究应用钛合金紧密锻造技能，处于世界领先程度，开拓出了熔模陶瓷铸型技能、机加石墨铸型技能和热等静压技能。海外先进国度已乐成研制了F-100、CFM-56、CF6-80、F-119等航空动员机的大型薄壁整体钛合金中介机匣、电扇、高压压气机机匣等铸件，最大直径已经大于1000mm、最小壁厚小于3mm、尺寸精度到达CT6~CT7级程度，冶金质量高。

　　中国航天科技团体公司第703研究所回收普旋与强旋相团结的技能，以TC3、TC4 2种钛合金板材为坯料，热旋压制备出了2种钛合金半球形(φ内522mm×2.0mm)、圆柱形储箱壳体(φ163mm×2.0mm×200mm的杯形件，φ163mm×2.0mm×360mm及φ112mm×6.0mm×1000mm的筒形件)。

　　相对付海内的航空规模的研究应用，今朝激光直接快速成形技能在我国航天规模的应用研究根基上照旧处于起步阶段。实际上，航天液体和固体火箭动员机难加工质料、巨大型面的布局件及兵器型号难加工质料轻质防热布局件可以很好地回收选区激光熔化技能实现高精度加工[35]。

　　美国F-22战斗机在垂尾偏向舵作动筒支座与其他要害承力部位大量回收钛合金紧密铸件，约占其整体布局重量的7.1%。德国钛铝精铸公司回收近α型钛合金IMI834出产了燃气涡轮航空动员机的零部件。今朝，大型巨大的动员机中介机匣式电扇框架根基回收Ti-6Al-4V及Ti6242精铸件，见表1。

　　我国的钛精铸技能起步于20世纪60年月，是警惕和引进海外技能成长起来的，颠末多年成长开拓出了钛合金熔模锻造技能、捣实型锻造技能、石墨加工型锻造技能等。钛合金熔模紧密锻造技能团结离心浇铸工艺技能，实现了尺寸900mm、整体壁厚2.5 mm的薄壁巨大钛合金布局件浇铸成型，尺寸精度到达CT6~CT8级，铸件外貌黏污层厚度淘汰到0.3mm。对付中小型铸件尺寸精度可以到达CT6~CT7级，外貌粗拙度到达R a3.2mm，最小壁厚1.5μm，到达国际先历程度。北京航空质料研究院曾乐成浇铸出尺寸630mm×300mm×130mm、最小壁厚仅为2.5mm的巨大框形布局。