Pet metod taljenja titanovih zlitin

Načini taljenja titanove zlitine so običajno razdeljeni na: 1. Metodo taljenja obločne peči, uporabljene v vakuumu; 2. metoda taljenja vakuumske obločne peči; 3. Metoda taljenja hladnega ognjišča; 4. Metoda taljenja v hladnem loncu; 5. Pet metod taljenja z elektroslagom.


1. Metoda taljenja obločne peči v vakuumu (metoda VAR)

Z razvojem vakuumske tehnologije in uporabo računalnika je metoda VAR hitro postala zrela tehnologija industrijske proizvodnje titana. Značilne lastnosti metode VAR so majhna poraba energije, visoka hitrost taljenja in dobra kakovost obnovljivosti. Ponavadi je treba gotove ingote stopiti po VAR metodi in jih ponovno taliti vsaj dvakrat. VAR metoda se uporablja za proizvodnjo titanovega ingota. Postopek, ki ga uporabljajo proizvajalci po vsem svetu, je v osnovi podoben. Razlika je v tem, da se uporabljajo različne metode in oprema za pripravo elektrod. Priprava elektrode lahko razdelimo v tri kategorije. Prvi je sprejem integralne elektrode, ki jo neprestano pritisnejo z napajalnimi deli, razen varjenja elektrode; drugi je stiskanje ene elektrode in zavarjenje v potrošno elektrodo. In s plazemskim varjenjem z argonskim lokom ali vakuumskim varjenjem v eno; Tretjič, elektroda za vlivanje je bila pripravljena z drugimi metodami taljenja.


Tehnične lastnosti in prednosti sodobne napredne peči VAR:

(1) vsa koaksialna vhodna moč, to je celotna višina peči na koaksialnem napajanju, ki se imenuje koaksialno napajanje, zmanjša pojav ločevanja;

(2) električno umerjanje v lončku je mogoče natančno nastaviti v osi X / Y;

(3) s natančnim sistemom za tehtanje elektrod se samodejno nadzoruje hitrost taljenja, doseže se stalna hitrost taljenja in zagotovljena je kakovost taljenja;

(4) zagotoviti ponovljivost in doslednost vsakega taljenja;

(5) fleksibilnost, to je, da lahko ena peč proizvede različne vrste ingotov in velike litine ingota, kar lahko znatno poveča produktivnost;

(6) dobro gospodarstvo. Način "koaksialni napajalnik" se lahko izogne magnetnemu puščanju, ki ga povzroči neravnovesje napajalnega toka. Zmanjšajte ali odpravite škodljive učinke induciranih magnetnih polj na taljene izdelke. In izboljšali električno učinkovitost, tako da dobite stabilno kakovost ingota. Cilj "taljenja s konstantno hitrostjo" je izboljšati kakovost ingota z zagotavljanjem konstantne dolžine loka in hitrosti taljenja v procesu taljenja s pomočjo naprednega elektronskega krmilnega sistema in senzorja teže ter tako nadzirati postopek koagulacije. Učinkovito lahko prepreči ločevanje in zagotavlja notranjo kakovost ingota.

Poleg zgornjih dveh značilnosti je sodobna peč VAR za taljenje titana realizirala obsežno peč VAR. 5m, 32t velik ingot.

Metoda VAR je standardna industrijska metoda taljenja za sodobne titanove in titanove zlitine. Vendar je treba obravnavati naslednje tehnologije:


Prvič, metoda priprave elektrode; Postopek priprave elektrode je zelo zapleten, kar zahteva drago stiskanje za stiskanje titanove gobice, vmesne zlitine in vrnjenega ostanka materiala v celotno elektrodo ali en sam majhen električni ključ. Eno elektrodo je treba tudi variti v potrošno elektrodo. Hkrati je treba za zagotovitev enakomernosti sestave potrošne elektrode opremiti s krpo, tehtnico, mešalnim materialom in drugimi ustreznimi pripomočki.


Drugič, obstajajo občasne metalurške pomanjkljivosti, kot je ločevanje. Kot sta segregacija sestave in koagulacijska segregacija.


Prva nastane zaradi neenakomerne porazdelitve nečistoč ali zlitinskih elementov v elektrodi in strjevanja brez porazdelitve časovne bilance med taljenjem. Slednje je posledica občasne uvedbe vključkov visoke gostote (HDI) in vključkov nizke gostote (LDI) v surovino ali postopek. Teh vključkov v procesu taljenja ni mogoče popolnoma raztopiti, kar ima za posledico metalurške okvare, kot so izjemno škodljivi vključki.


2. Metoda taljenja vakuumske obločne peči, ki se ne porablja (metoda Jane you NC)

Trenutno je bakrena elektroda z vodnim hlajenjem nadomestila začetno fazo volframovega titana v industriji torijeva platforma zlato električno lito ali grafitni električni ključ, rešilo je problem industrijskega onesnaženja, zaradi česar je metoda NC postala pomembna metoda taljenja titana in titanovega zlata, nekaj ton NC peči je bilo v Evropi in Združenih državah Amerike.

Vodno hlajene bakrene elektrode so razdeljene na dve vrsti: ena se samodejno vrti; Drugo je vrtljivo magnetno polje, katerega namen je preprečiti, da bi lok zgorel elektrodo.

NC-peč lahko razdelimo tudi na dve vrsti: ena je v vodno hlajenem bakrenem lončku, ki se topi, v vodno hlajenem bakrenem kalupu, vliti v ingote Drugi je neprekinjeno ulivanje surovin, taljenje in strjevanje v vodno hlajenem bakrenem lončku.

Prednosti metode NC taljenja so: (1) lahko shranite stiskalno elektrodo in postopek varjenja elektrode; (2) lahko obstoj materiala dlje časa ostane na materialu in tako izboljša enotnost sestave ingota; (3) lahko uporabljajo različne oblike in velikosti surovin, v procesu taljenja lahko dodate tudi 100% ostanke, recikliranje titana.

Kot primarno taljenje je NC metoda precej ugodna z vidika izboljšanja predelave ostankov in zmanjšanja stroškov. Običajno se NC-peč in VAR-enota peči uporabljata za popolno uporabo njihovih prednosti.


3. Metoda taljenja hladnega ognjišča (metoda kratkega CHM)

Okvare intitata titanove in titanove zlitine zaradi onesnaženja surovin in nenormalnega procesa taljenja so od nekdaj vplivale na uporabo titanove in titanove zlitine v vesoljskem polju. Za odpravo metalurških vključkov v vrtečih se delih zrakoplova iz titanove zlitine je bila razvita tehnologija taljenja hladnega ognjišča.

Največja značilnost metode CHM je ločevanje postopka taljenja, rafiniranja in strjevanja. To pomeni, da potem, ko staljeni breme stopijo v ležišče peči, najprej stopijo, nato vstopijo v območje rafiniranja hladne peči za rafiniranje in se na koncu strdijo v ingote na območju kristalizacije. Pomembna prednost tehnologije CHM je, da lahko v steni hladne peči tvori lupine za strjevanje, njena "viskozna cona" pa lahko zajame vključke z visoko gostoto (HDI), kot so WC, Mo, Ta itd. na območju rafiniranja se podaljša čas zadrževanja delcev z nizko gostoto (LDI) v visokotemperaturni tekočini, kar lahko zagotovi popolno raztapljanje LDI, da se učinkovito odstranijo okvare vključitve. To pomeni. Mehanizem čiščenja taljenja hladnega ognjiča lahko razdelimo na ločitev specifične teže in ločitev taljenja.


3.1 Taljenje elektronskega snopa s hladnim ognjiščem (EBCHM) z elektronskim žarkom (EB) je postopek, ki porabi energijo hitrih elektronov za ustvarjanje toplote v samem materialu za taljenje in rafiniranje. EB peč s hladnim ognjiščem se imenuje EBCHM. EBCHM ima odlične funkcije, ki jih tradicionalna taljenja ne:

(1) učinkovito odstranijo tantal, molibden, volfram, volframov karbid in druge vključke z visoko gostoto (HDI) in titanov nitrid. Titanov oksid in druge nizke gostote (LDI);

(2) lahko sprejmejo različne načine krmljenja, predelava ostankov titana je relativno enostavna, to je, lahko uporabite druge metode taljenja, ne morete uporabljati odpadkov, še vedno lahko proizvajajo čiste zlitine titana, močno zmanjšajo stroške izdelkov;

(3) ga je mogoče neposredno vzorčiti iz kovinske tekočine za analizo in analizo;

(4) lahko proizvaja oblikovano gredico, zmanjša proizvodni proces, zmanjša porabo surovin, izboljša pridelek;


EBCHM ima še vedno naslednje pomanjkljivosti:

(1) taljenje je treba izvajati v pogojih z velikim vakuumom, tako da titanove gobe z visoko vsebnostjo klorida ni mogoče neposredno topiti;

(2) zlitinski elementi so hlapni in težko nadzorujejo kemično sestavo.


3.2 metoda taljenja postelje s hladno ljubosumno posteljo (cevna metoda PCHM)

PCHM metoda uporablja plazemski lok, ki nastane z ionizacijo inertnih plinov kot vira toplote, in ga lahko uporabimo za dokončanje taljenja v širokem območju tlaka od nizkega vakuuma do skoraj atmosferskega tlaka. Značilnost te metode je, da lahko zagotovi sestavo zlitine z različnim parnim tlakom in ni očitne sposobnosti za izboljšanje lastnosti tradicionalne zlitine v postopku taljenja. Za titanove in titanove zlitine je idealno ingoto mogoče dobiti z enim taljenjem. Prednosti sodobne metode PCHM so:


(1) naložba v opremo je majhna, enostavna za upravljanje, varna in zanesljiva;


(2) lahko uporabljajo različne vrste in oblike surovin, stopnja predelave ostankov je visoka;


(3) zagotoviti raznolikost kemične sestave zlitin;


(4) realizacija dragega recikliranja inertnega plina, kar zmanjša stroške proizvodnje.


Pomanjkljivost metode PCHM je nizek električni izkoristek. EBCHM in PCHM imata skupno sposobnost odstranjevanja HDI in LDI. Prva je bolj primerna za taljenje čistega titana. Za zlitine je slednja bolj primerna. Tako kot metoda VAR lahko zgornji dve metodi dosežeta široko paleto samodejnega krmiljenja procesa, vključno s parametri procesa (hitrost taljenja, porazdelitev temperature med taljenjem in strjevanjem, sprememba sestave med taljenjem, stopnja odstranjevanja netopnih vključkov itd.) In kakovost .




4. Metoda taljenja v hladnem loncu (metoda s kratkim CCM)


V osemdesetih letih prejšnjega stoletja je ameriško podjetje za ferosilicij razvilo postopek indukcijskega taljenja brez žlebov in uvedlo postopek CCM v industrijsko proizvodnjo, ki je bila uporabljena za izdelavo natančnih ulitkov iz titana in titana. V zadnjih letih je v nekaterih gospodarsko razvitih državah metoda CCM stopila na lestvico industrijske proizvodnje z največjim premerom ingota lm in dolžino 2 m, njegova razvojna perspektiva pa je izjemna. Postopek taljenja CCM poteka v kovinskem lončku, sestavljenem iz vodno hlajenih ločnih plošč ali bakrenih cevi, ki med seboj niso prevodne. Največja prednost te kombinacije je, da je vrzel med obema blokoma okrepljeno magnetno polje in močno mešanje, ki ga ustvarja magnetno polje, uskladi kemično sestavo in temperaturo, s čimer se izboljša kakovost izdelka. CCM metoda združuje značilnosti metode VAR in taljenje lončnega taljenja ognjevzdržnih materialov, ki lahko dobijo visokokakovostne ingote z enakomerno sestavo in brez lončenja, brez ognjevzdržnih materialov in brez izdelave elektrod. V primerjavi z metodo VAR ima metoda CCM prednosti nizkih stroškov opreme in enostavnega upravljanja, vendar je ta tehnologija trenutno še v fazi razvoja.


5. Elektroslabno taljenje (ESR)


ESR pretvarja električno energijo v toploto s trčenjem nabitih delcev, ko tok skozi prevodni elektroslag. Naboj se topi in rafinira s toplotno energijo, ki nastane zaradi odpornosti žlindre. ESR metoda UPORABA potrošno elektrodo za taljenje elektroslage v neaktivni žlindri (CaF2), ki jo je mogoče neposredno zliti in vlivati v gredice iste oblike z dobro površinsko kakovostjo in je primerna za neposredno obdelavo v naslednjem postopku. Prednosti tega zakona so:


(1) popolna koaksialnost peči ESR zagotavlja ponovljivost ulitka z najboljšo kakovostjo;


(2) osna kristalizacija ingota, gosta in enotna struktura;


(3) sistem za tehtanje elektrode in sistem za nadzor hitrosti taljenja z izjemno visoko natančnostjo;


(4) oprema je enostavna in enostavna za uporabo. Pomanjkljivost je, da žlindra ne more onesnažiti žlindre.

titanium alloys