投资外壳可分为三个离心铸造不同的系统

　　钛是一种非常活泼的金属，在液态下与氧、氮、氢、碳快速反应，因此钛合金熔炼必须在高真空或惰性气体(ar或ne)保护下进行。水冷铜坩埚用于熔炼，主要有三种熔炼工艺：

　　(1)非自耗电极电弧炉中的合金熔炼是在真空或惰性气体保护下进行的。该工艺主要用于自耗电极熔炼制电极。

　　(2)用钛或钛合金制成的自耗电极在真空自耗电极电弧炉中作为阴极，水冷铜坩埚作为阳极进行熔炼。熔化的电极以液滴的形式进入坩埚，形成熔池。熔池表面被电弧加热，始终处于液态，底部与坩埚接触的周边被强制冷却，产生自下而上的结晶。离心铸造熔池中的熔融金属凝固后变成钛锭。

　　(3)真空自耗电极保护熔壳熔化装置示意图。这种熔炼炉是在真空自耗电极电弧炉的基础上发展起来的，是一种集熔化和离心铸造于一体的铸造异形零件的炉型。它的特点是水冷铜坩埚与金属熔体之间有一层钛合金固体薄壳，称为凝固壳。离心铸造这一层材料相同的凝固壳作为坩埚的内衬，形成熔池储存钛液，避免了坩埚对钛合金液的污染。浇注后，在增加的损耗中留下的一层凝固壳可以用作坩埚内衬。

　　近年来，随着科学技术的发展和生产的需要，熔化钛合金等活性金属的新方法和新设相继研发，主要包括电子束炉、等离子炉、真空感应炉等，并得到了一定程度的应用。但从电耗、熔化速度、成本等技术经济指标对比来看，自耗电极电弧炉(含冷凝炉)熔炼仍是目前经济适用的熔炼方式。由于钛的物理化学特性，钛合金的铸造工艺无论是在成型材料配比还是工艺方法上都有其独特的要求和特点。首先，它要求成型材料具有非常高的耐火性；二是浇注必须在高真空度或惰性气体保护下进行，有时还伴有离心力。采用不同材质的接头外壳，投资外壳可分为三个不同的系统。

　　(1)纯石墨壳系统。离心铸造不同粒度的石墨粉用作耐火填料和撒砂材料，树脂用做粘合剂。外壳强度高、重量轻、成本低、原料来源广泛。适用于离心或重力浇注。

　　(2)难熔金属表面壳系统。作为复合体系，除了表层因成型材料(钨粉等难熔金属)不同而需要特殊工艺外，背层从成型材料到制壳工艺都与铸钢的熔模铸造相同。

　　(3)氧化物陶瓷外壳体系。壳体的表层和背层采用氧化物作为成型材料，因此壳体强度高，导热系数在三种壳体中小，适用于铸造形状复杂的薄壁铸件。

　　以上三种型壳体系浇注的钛铸件化学成分和力学性能差异不大；但表面质量存在明显差异，后两种壳体的收缩率明显低于石墨壳体，因此铸件尺寸精度较高。
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