妙解玄“机”丨“钛”骨铮铮，由我铸就——揭秘国内最大真空电弧凝壳炉

航空飞天、深海探秘，都离不开强度高、耐腐蚀的钛合金。然而，钛合金极易氧化，容易被污染，且一些高端装备的大尺寸构件更需一次性整体铸造成型，以保证构件结构完整、性能均匀，避免分段焊接带来的潜在隐患。

为解决国内大尺寸钛合金结构件一体化制造难题，国机集团下属企业沈阳真空技术研究所有限公司依托2020年工业和信息化部专项支持，针对大吨位真空凝壳熔铸装备关键技术难点展开攻关，并逐步进行装备整机、关键系统以及关键零部件的开发设计工作，于2023年成功研制出国内最大真空电弧凝壳炉，并实现产业化应用。该凝壳炉熔铸量达到2.5吨（以金属钛计算），可用于大尺寸高性能钛合金结构件整体精密铸造，综合指标达到国际先进水平，填补了国内该类型工业母机装备空白，有效保障了我国该项先进制造技术及核心工艺装备的自主可控。

整个熔铸过程在真空环境中进行，消除了可能存在的污染。该工艺特别适合用于钛、锆等高熔点高活性金属及其合金的高纯净度熔炼与精密铸造。

而大吨位真空凝壳炉的出现，意味着可以将数吨钛合金一次性熔炼，并进行“一体化”铸造，无论是航空航天装备，还是远洋深潜装备，都可以实现整体成型。该“大吨位”凝壳炉为大尺寸复杂钛合金构件的研制生产提供了新思路，开辟了新途径，成为我国高端制造装备序列中的又一“制胜法宝”。

✦ 大“肚”能“熔”：作为目前国内最大的真空凝壳炉，其真空腔体内部可容纳的铸型最大体积超30立方米，大功率熔炼系统可以提供超75kA的电流，强大的“火力”输出能够将2.5吨的钛合金母材在50分钟内完全“炼化”，拥有卓越的熔炼能力。

✦ 唯快不破：钛合金浇铸工艺窗口极短，从钛液注入浇杯到充满型腔，全程往往仅以秒计。该凝壳炉的坩埚翻转机构可在数秒内完成2.5吨钛液的倾注，同时重载离心系统可驱动铸型快速旋转，产生极大的离心加速度，使钛液瞬间完成充型，确保大型复杂结构件的高质量铸造。

✦ 稳如泰山：通过稳弧线圈、导电均流环及全路径同轴导电等先进结构，该凝壳炉可有效抑制侧弧与偏弧现象，保障熔炼电弧的稳定可控；大型框架式电极传动系统配备阻尼储能减震装置，既确保熔炼进给平稳，又缓解电极快速提升时的冲击；另外，柔性连接装置与阻尼吸收装置并用，可显著降低有害机械振动，保证浇铸与转运过程安全可靠。

目前，同系列该产品已经售出多台套，广泛服务于钛铸造行业。在客户的现代化厂房里，“大吨位”凝壳炉正以稳定可靠的“铁臂铜躯”，为国家高端装备铸就铮铮“钛”骨，服务支撑中国制造更加坚实的未来。