Lima Kaedah Melting Titanium Alloys

Kaedah lebur aloi titanium secara amnya dibahagikan kepada: 1. Kaedah pembesaran hampar hamparan habis pakai vakum; 2. Kaedah peleburan vakum tanpa haus; 3. Kaedah lebur sejuk; 4. Kaedah lebur sejuk; 5. Lima kaedah peleburan electroslag.


1. Kaedah penyerapan arang hampar bahan api (kaedah VAR)

Dengan perkembangan teknologi vakum dan penggunaan komputer, kaedah VAR telah dengan cepat menjadi teknologi pengeluaran perindustrian yang matang untuk titanium. Ciri-ciri utama kaedah VAR adalah penggunaan kuasa yang rendah, kelajuan leburan tinggi dan penambahbaikan kualiti yang baik. Biasanya, jongkong selesai harus dicairkan oleh kaedah VAR dan dilupuskan sekurang-kurangnya dua kali. Kaedah VAR digunakan untuk menghasilkan ingot titanium. Proses yang digunakan oleh pengeluar di seluruh dunia pada asasnya sama. Perbezaannya adalah kaedah dan peralatan penyediaan elektrod yang berbeza digunakan. Penyediaan elektrod boleh dibahagikan kepada tiga kategori. Yang pertama ialah mengadaptasikan elektrod integral yang terus ditekan dengan memberi makan bahagian, tidak termasuk proses kimpalan elektrod; yang kedua adalah untuk menekan satu elektrod tunggal dan mengelasnya menjadi elektrod yang habis. Dan melalui kimpalan arka plasma atau kimpalan vakum ke dalam satu; Ketiga, elektrod pemutus telah disediakan oleh kaedah peleburan lain.


Ciri-ciri teknikal dan kelebihan relau VAR moden yang maju:

(1) semua input kuasa sepaksi, iaitu ketinggian keseluruhan relau pada bekalan kuasa sepaksi, yang disebut bekalan kuasa sepaksi, mengurangkan fenomena pemisahan;

(2) penentukuran elektrik di dalam kuali boleh ditala di paksi X / Y;

(3) dengan sistem seberat elektrod yang tepat, kadar leleh dikawal secara automatik, lebur laju berterusan direalisasikan, dan kualiti lebur dijamin;

(4) memastikan kebolehulangan dan konsistensi setiap lebur;

(5) fleksibiliti, iaitu satu relau boleh menghasilkan pelbagai jenis ingot dan pemutus ingot skala besar, yang dapat meningkatkan produktiviti;

(6) ekonomi yang baik. Mod "bekalan kuasa sepaksi" boleh mengelakkan kebocoran magnet yang disebabkan oleh ketidakseimbangan arus bekalan kritikal. Mengurangkan atau menghapuskan kesan buruk dari medan magnet yang disebabkan oleh produk-produk smelted. Dan meningkatkan kecekapan elektrik, untuk mendapatkan ingot yang stabil. Tujuan "lebur laju berterusan" adalah untuk meningkatkan kualiti jongkong dengan memastikan arka panjang dan kadar lebur berterusan dalam proses peleburan melalui sistem kawalan elektronik canggih dan sensor berat, dengan itu mengawal proses pembekuan. Ia berkesan boleh mengelakkan pemisahan dan menjamin kualiti dalaman ingot.

Sebagai tambahan kepada dua ciri di atas, relau VAR moden untuk peleburan titanium telah menyedari tungku VAR berskala besar. 5m, 32t besar ingot.

Kaedah VAR adalah kaedah lebur industri standard untuk aloi titanium dan titanium moden. Tetapi teknologi berikut perlu ditangani:


Pertama, kaedah penyediaan elektrod; Proses penyediaan elektrod sangat rumit, yang memerlukan akhbar yang mahal untuk menekan sapu titanium, aloi perantaraan dan bahan sisa kembali ke elektroda keseluruhan atau sepana elektrik kecil tunggal. Satu elektrod tunggal juga perlu dikimpal menjadi elektrod yang habis. Pada masa yang sama, untuk memastikan keseragaman komposisi elektrod yang dibekalkan, ia perlu dilengkapi dengan kain, bahan penimbang, bahan pencampuran dan kemudahan sepadan yang lain.


Kedua, terdapat kecacatan metalurgi sesekali seperti pemisahan. Seperti pengasingan komposisi dan pemisahan pembekuan.


Yang pertama disebabkan oleh pengedaran unsur-unsur kekotoran yang tidak seragam atau unsur-unsur aloi dalam elektrod dan pemejalan tanpa pengedaran keseimbangan masa semasa lebur. Yang terakhir ini adalah disebabkan pengenalan sesekali kemasukan kepadatan tinggi (HDI) dan kemasukan kepadatan rendah (LDI) ke dalam bahan mentah atau proses. Kemasukan ini tidak dapat dibubarkan sepenuhnya dalam proses peleburan, mengakibatkan kecacatan metalurgi seperti kemasukan yang sangat berbahaya.


2. Kaedah penyemburan arang bebola vakum yang tidak boleh digunakan (Jane you NC method)

Pada masa ini, elektrod tembaga yang disejukkan dengan air telah menggantikan fasa awal tungsten industri torium platform plat emas elektrik atau sepana elektrik grafit, menyelesaikan masalah pencemaran industri, yang menjadikan kaedah NC telah menjadi satu kaedah penting untuk mencairkan titanium dan emas titanium. Beberapa tan relau NC telah berada di Eropah dan Amerika Syarikat.

Elektrod tembaga yang disejukkan oleh air dibahagikan kepada dua jenis: satu adalah berputar diri; Yang satunya adalah medan magnet berputar, yang bertujuan untuk menghalang arka daripada membakar elektrod.

Tungku NC juga boleh dibahagikan kepada dua jenis: satu adalah bahan mentah lebur yang disejukkan ke dalam tembaga air, dalam acuan tembaga yang disejukkan dengan air yang dibuang ke dalam jongkong; Yang lain adalah pemutus berterusan bahan mentah, lebur dan padatan dalam tembaga disejukkan tembaga air.

Kelebihan kaedah lebur NC ialah: (1) boleh menyimpan elektrod menekan dan proses elektrod kimpalan; (2) boleh membuat arka tinggal di bahan untuk jangka masa yang panjang, untuk meningkatkan keseragaman komposisi ingot; (3) boleh menggunakan pelbagai bentuk dan saiz bahan mentah, dalam proses peleburan juga boleh menambah 100% residu, kitar semula titanium.

Sebagai peleburan utama, kaedah NC agak berfaedah dari sudut pandang meningkatkan pemulihan sisa dan mengurangkan kos. Biasanya, relau NC dan unit relau VAR digunakan untuk memberikan permainan penuh kepada kelebihan masing-masing.


3. Kaedah lebur langkan sejuk (kaedah CHM untuk pendek)

Kecacatan kemasukan metalurgi titanium dan titanium aloi gelang yang disebabkan oleh pencemaran bahan mentah dan proses peleburan yang tidak normal selalu mempengaruhi penerapan aloi titanium dan titanium dalam bidang aeroangkasa. Dalam usaha untuk menghapuskan kemasukan logam dalam bahagian berputar enjin pesawat aloi titanium, teknologi pencairan sejuk perapian telah dibangunkan.

Ciri terbesar kaedah CHM ialah pemisahan proses peleburan, penapisan dan pemejalan. Maksudnya, selepas beban lebur memasuki katil relau, ia dicairkan terlebih dahulu, kemudian memasuki kawasan pemurnian katil relau sejuk untuk penapisan, dan akhirnya menguatkan jongkong di kawasan penghabluran. Kelebihan teknologi CHM yang signifikan adalah ia dapat membentuk kerangka pemejalan di dinding tempat relau sejuk, dan "zona likat "nya dapat menangkap kemasukan kepadatan tinggi (HDI) seperti WC, Mo, Ta, dll. Sementara itu, zon penapisan, masa penahanan zarah-zarah kemasukan berkepadatan rendah (LDI) dalam cecair suhu tinggi adalah berpanjangan, yang dapat memastikan pembubaran LDI yang lengkap, untuk menghapuskan kecacatan kemasukan secara berkesan. Maksudnya. Mekanisme pemurnian pencairan perapian sejuk boleh dibahagikan kepada pemisahan graviti tertentu dan pemisahan lebur.


3.1 elektron rasuk leburan sejuk lebur (EBCHM) rasuk elektron elektron (EB) adalah proses yang menggunakan tenaga elektron berkelajuan tinggi untuk menghasilkan haba dalam bahan itu sendiri untuk peleburan dan penapisan. Relau EB dengan perapian sejuk dipanggil EBCHM. EBCHM mempunyai fungsi cemerlang bahawa peleburan tradisional tidak:

(1) dengan berkesan mengeluarkan tantalum, molibdenum, tungsten, tungsten carbide dan lain-lain ketumpatan tinggi (HDI) dan titanium nitride. Titanium oksida dan inklusi rendah ketumpatan lain (LDI);

(2) boleh menerima pelbagai kaedah pemakanan, pemulihan residu titanium agak mudah, iaitu, boleh menggunakan kaedah peleburan lain tidak boleh menggunakan sisa, masih boleh menghasilkan jongkong titanium tulen, mengurangkan kos produk;

(3) ia boleh secara langsung diambil dari cecair logam untuk analisis dan analisis;

(4) boleh menghasilkan billet berbentuk, mengurangkan proses pengeluaran, mengurangkan penggunaan bahan mentah, meningkatkan hasil;


EBCHM masih mempunyai kelemahan berikut:

(1) peleburan perlu dilakukan di bawah keadaan vakum yang tinggi, jadi spesis titanium dengan kandungan klorida yang tinggi tidak boleh dicelup secara langsung;

(2) unsur-unsur aloi tidak menentu dan sukar untuk mengawal komposisi kimia.


3.2 cecair plasma tidur cembung kaedah (kaedah PCHM tiub)

Kaedah PCHM MENGGUNAKAN arka plasma yang dihasilkan oleh ionisasi gas lengai sebagai sumber haba, dan boleh digunakan untuk menyelesaikan lebur dalam pelbagai tekanan yang luas dari vakum rendah hingga tekanan atmosfera yang dekat. Ciri-ciri kaedah ini adalah bahawa ia dapat menjamin komposisi aloi dengan tekanan wap yang berbeza, dan tidak ada keupayaan jelas untuk meningkatkan sifat aloi tradisional dalam proses peleburan. Bagi aloi titanium dan titanium, ingot yang ideal boleh didapati dengan satu peleburan. Kelebihan kaedah PCHM moden adalah:


(1) pelaburan peralatan adalah rendah, mudah dikendalikan, selamat dan boleh dipercayai;


(2) boleh menggunakan pelbagai jenis dan bentuk bahan mentah, kadar pemulihan sisa adalah tinggi;


(3) untuk memastikan kepelbagaian komposisi kimia aloi;


(4) merealisasikan kitar semula gas lengai mahal, mengurangkan kos pengeluaran.


Kelemahan kaedah PCHM adalah kecekapan elektrik yang rendah. EBCHM dan PCHM mempunyai keupayaan untuk menghapuskan HDI dan LDI. Yang pertama lebih sesuai untuk peleburan titanium tulen. Untuk aloi, yang kedua lebih sesuai. Seperti kaedah VAR, kedua-dua kaedah di atas boleh mencapai pelbagai kawalan proses automatik, termasuk parameter proses (kelajuan leleh, pengagihan suhu semasa lebur dan pemejalan, perubahan komposisi semasa lebur, penyingkiran darjah inklusi tidak larut, dan lain-lain) dan kualiti .




4. Kaedah pencairan periuk sejuk (kaedah CCM untuk jangka pendek)


Pada tahun 1980-an, syarikat ferrosilicon Amerika membangunkan proses peleburan induksi tanpa slag dan memperkenalkan kaedah CCM untuk pengeluaran perindustrian, yang digunakan untuk menghasilkan cincin titanium ingot dan titanium ketepatan. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, di beberapa negara maju dari segi ekonomi, kaedah CCM telah mula melangkah ke dalam skala pengeluaran perindustrian, dengan diameter maksimum ingot lm dan panjang 2m, dan prospek pembangunannya adalah luar biasa. Proses peleburan CCM dijalankan dalam larutan logam yang terdiri daripada blok berbentuk arka yang disejukkan dengan air atau paip tembaga yang tidak konduktif antara satu sama lain. Kelebihan terbesar kombinasi ini adalah bahawa jurang antara setiap dua blok adalah medan magnet yang dipertingkatkan, dan pengadukan yang kuat yang dihasilkan oleh medan magnet menjadikan komposisi kimia dan suhu konsisten, sehingga meningkatkan kualiti produk. Kaedah CCM menggabungkan ciri-ciri kaedah VAR dan peleburan induksi kritori bahan refraktori, yang boleh memperolehi jongkong berkualiti tinggi dengan komposisi seragam dan tiada pencemaran kritikal tanpa bahan refraktori dan tanpa membuat elektrod. Berbanding dengan kaedah VAR, kaedah CCM mempunyai kelebihan kos peralatan yang rendah dan operasi mudah, tetapi pada masa kini, teknologi ini masih dalam peringkat pembangunan.


5. Electroslag smelting (ESR)


ESR menukarkan tenaga elektrik ke dalam tenaga panas dengan cara perlanggaran zarah yang dikenakan ketika arus melewati electroslag konduktif. Caj ini dicairkan dan disempurnakan oleh tenaga haba yang dihasilkan oleh rintangan sanga. Kaedah ESR MENGGUNAKAN elektrod habis-habisan untuk peleburan electroslag dalam sanga yang tidak aktif (CaF2), yang boleh digabungkan secara langsung dan dibuang ke dalam bilah ingot bentuk yang sama dengan kualiti permukaan yang baik, dan sesuai untuk pemprosesan langsung dalam proses seterusnya. Kelebihan undang-undang ini adalah:


(1) kelonggaran lengkap relau ESR memastikan kebolehulangan pemutus ingot dengan kualiti yang terbaik;


(2) penghabluran bersama paksi, struktur padat dan seragam;


(3) sistem seberat elektrod dan sistem kawalan kadar lebur dengan ketepatan yang sangat tinggi;


(4) peralatannya mudah dan mudah untuk digunakan. Kelemahannya ialah bahawa ingot tidak boleh tercemar oleh sanga.

titanium alloys