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TA15合金是前苏联研制的一种近α型钛合金,该合金其密度小、具有中等的室温和高温强度、良好的热稳定性和焊接性能,被广泛用于制造各种类型的飞机结构件。目前钛合金的铸造技术有熔模铸造、离心铸造、低压铸造等,但是均存在问题。本文采用一种新型的铸造成形工艺实现TA15合金铸件成形,主要研究TA15合金在底注式真空吸铸下的充型能力,揭示吸铸过程中工艺条件对熔体充填铸型的影响,为实现底注式真空吸铸成形钛合金的应用奠定基础。详细研究了铸型温度、电流大小、石墨吸口直径在铸件成形过程中对铸件成形的影响,真空吸铸过程中的充型和凝固过程,并对得到的各种合金的铸件组织进行了研究。在底注式真空吸铸条件下:分别采用吸口直径3mm、4mm石墨吸口,结果证明吸口直径越大,充型过程中石墨吸口对充型阻力越小,TA15合金充型能力越强;电流强度分别采用250A、300A、350A电流,结果证明电流越强,在熔炼过程中电弧越大,浇注温度越高,TA15合金充型能力越强;铸型温度分别采用40℃、60℃、100℃,结果证明铸型温度越高,合金液与铸型温差越小,TA15合金充型能力越强。最后成功吸铸TA15合金的70mm×20mm×1mm薄壁铸件和叶轮。其中薄板铸件合理工艺条件:石墨吸口直径4mm、电流强度500A、模具温度140℃;复杂叶轮合理工艺条件:石墨吸口直径4mm、电流强度400A、模具温度100℃。从而验证在底注式真空吸铸工艺条件下,合金液不仅在重力方向具有很强的充型能力,而且在水平方向也能够很好的充填铸型。并用ProCAST软件模拟了叶轮铸件凝固过程和充型时合金液的流动过程,证明TA15合金在该工艺条件下具有很强的充型能力,具备充满薄壁、复杂铸件的能力。底注式真空吸铸工艺条件下,铸型的材料、结构等也是影响铸件成形及组织的重要因素。铸件厚度是影响铸件晶粒大小的重要因素:铸件越薄,铸件形成过程中散热越快,晶粒越细小。由于铸型的导热系数、密度、比热等不同,合金液的凝固条件不同,导致铸件内组织的不同,其中是金属型内铸件晶粒要细小些,六方氮化硼型中晶粒最粗大,金属型中铸件晶粒大小介于其中。但该工艺下三种铸型中组织均为网篮状组织。不同的铸型,冷却条件不同,因此铸件的表面硬度不同,其中石墨型中1mm厚薄板铸件硬度最大。