Пет метода на топене на титанови сплави

Методите за топене на титановата сплав обикновено се разделят на: 1. Метод на топене на дъгова пещ, използван във вакуум; 2. Метод на топене на вакуумна дъгова пещ; 3. Метод на топене на студено огнище; 4. Метод за топене със студено гърне; 5. Пет метода на топене с електрошлак.


1. Метод на топене на дъгова пещ за консумация на вакуум (метод VAR)

С развитието на вакуумната технология и прилагането на компютъра, VAR методът бързо се превърна в зряла технология за индустриално производство на титан. Забележителните характеристики на метода VAR са ниска консумация на енергия, висока скорост на топене и добро качество на възпроизводимост. Обикновено готовите слитъци трябва да се разтопят по метод VAR и да се разтопят поне два пъти. Метод VAR се използва за получаване на титанов слитък. Процесът, използван от производителите по целия свят, е основно подобен. Разликата е, че се използват различни методи и оборудване за приготвяне на електрода. Подготовката на електродите може да бъде разделена на три категории. Първият е да се приеме интегралният електрод, който непрекъснато се притиска от захранващи части, с изключение на процеса на заваряване на електрода; второто е да натиснете един електрод и да го заварите в консумативен електрод. И чрез плазмено аргоново дъгово заваряване или вакуумно заваряване в едно; Трето, леящият електрод се приготвя по други методи на топене.


Технически характеристики и предимства на съвременната модерна пещ VAR:

(1) цялата коаксиална мощност, тоест цялата височина на пещта на коаксиалното захранване, наречена коаксиално захранване, намалява явлението сегрегация;

(2) електрическото калибриране в тигела може да бъде фино настроено по оста X / Y;

(3) с точна система за претегляне на електрода, скоростта на топене се контролира автоматично, реализира се постоянна скорост на топене и се гарантира качеството на топене;

(4) осигуряват повторяемост и последователност на всяко топене;

(5) гъвкавост, тоест една пещ може да произведе различни видове блокове и мащабно леене на мастило, което може значително да подобри производителността;

(6) добра икономика. Режимът на "коаксиално захранване" може да избегне магнитния теч, причинен от дисбаланса на захранващия ток. Намалете или премахнете неблагоприятните ефекти на индуцираните магнитни полета върху топените продукти. И подобрете електрическата ефективност, така че да получите стабилно качество на слитъка. Целта на "топенето с постоянна скорост" е да се подобри качеството на слитъка, като се гарантира постоянната дължина на дъгата и скоростта на топене в процеса на топене чрез усъвършенствана електронна система за управление и сензор за тегло, като по този начин се контролира процеса на коагулация. Той може ефективно да предотврати отделянето и да гарантира вътрешното качество на слитъка.

В допълнение към горните две характеристики, модерната пещ VAR за топене на титан е реализирала мащабната VAR пещ. 5 м, 32 т голям слитък.

Методът VAR е стандартният промишлен метод за топене на съвременни титанови и титанови сплави. Но трябва да се обърне внимание на следните технологии:


Първо, метод за приготвяне на електрод; Процесът на приготвяне на електрод е много сложен, което изисква скъпа преса за пресоване на титаниева гъба, междинна сплав и върнат остатъчен материал в цял електрод или един малък електрически ключ. Единичен електрод също трябва да бъде заварен в консумативен електрод. В същото време, за да се осигури еднаквостта на състава на консумативния електрод, той трябва да бъде оборудван с плат, тегловен материал, материал за смесване и други съответни съоръжения.


Второ, има случайни металургични дефекти като сегрегация. Такива като сегрегация на състава и коагулационна сегрегация.


Първият се причинява от нееднакво разпределение на примеси или сплавни елементи в електрода и втвърдяване без разпределение на баланса във времето по време на топене. Последното се дължи на случайното въвеждане на включения с висока плътност (HDI) и включения с ниска плътност (LDI) в суровината или процеса. Тези включвания не могат да бъдат напълно разтворени в процеса на топене, което води до металургични дефекти, като изключително вредни включвания.


2. Метод на топене на вакуумна дъгова печка (метод Jane Jane NC)

Понастоящем меден електрод с водно охлаждане замести началната фаза на волфрама титаниева индустрия тория платформа злато електрически отлив или графитен електрически гаечен ключ, реши проблема с индустриалното замърсяване, поради което методът на NC се превърна в важен метод за топене на титан и титаново злато няколко тона пещ NC е имало в Европа и Съединените щати.

Медните електроди с водно охлаждане се разделят на два вида: единият е само въртящ се; Другото е въртящо се магнитно поле, което има за цел да предотврати изгарянето на дъгата на електрода.

NC пещта също може да бъде разделена на два вида: единият е във водно охладено медоносно тигел, разтопяващ се във вода, във водна охладена медна форма, отлита в блокове; Другото е непрекъснато леене на суровини, топене и втвърдяване във воден охладен меден тигел.

Предимствата на метода на топене с NC са: (1) може да спести процеса на пресоване и заваряване на електрод; (2) може да накара дъгата да се задържи върху материала за дълго време, така че да подобри равномерността на състава на слитъка; (3) може да използва различни форми и размери на суровините, в процеса на топене също може да се добави 100% остатък, рециклиране на титан.

Като основна топене, NC методът е доста изгоден от гледна точка на подобряване на оползотворяването на остатъците и намаляване на разходите. Обикновено NC пещ и VAR пещ единица се използва, за да даде пълна игра на техните предимства.


3. Метод за топене на студено огнище (метод за кратко CHM)

Дефектите на металургичното включване на блокове от титан и титанова сплав, причинени от замърсяване на суровините и ненормален процес на топене, винаги са влияли върху прилагането на титан и титанова сплав в аерокосмическото поле. За да се елиминират металургичните включвания във въртящите се части на двигателя на самолети от титаниева сплав, е разработена технологията за топене на студено огнище.

Най-голямата особеност на метода на CHM е отделянето на процеса на топене, рафиниране и втвърдяване. Тоест, след като разтопеният товар навлезе в слоя на пещта с линг, той се разтопява първо, след това навлиза в зоната за рафиниране на слоя на студената пещ за рафиниране и накрая се втвърдява в блокове в зоната на кристализация. Значителното предимство на CHM технологията е, че тя може да образува обвивки за втвърдяване в стената на студеното пещно легло, а "вискозната зона" може да улавя включения с висока плътност (HDI), като WC, Mo, Ta и др. Междувременно в рафинираща зона, времето на задържане на частици с ниска плътност (LDI) във високотемпературна течност се удължава, което може да осигури пълното разтваряне на LDI, така че ефективно да се отстранят дефектите на включването. Това ще рече. Механизмът на пречистване на топене на студено огнище може да бъде разделен на отделяне със специфична гравитация и разделяне на топене.


3.1 топене на електронно лъчево топене (EBCHM) електронно лъчево топене (EB) е процес, който ИЗПОЛЗВА енергията на високоскоростни електрони за генериране на топлина в самия материал за топене и рафиниране. Пещта EB със студено огнище се нарича EBCHM. EBCHM има отлични функции, които традиционната топене не:

(1) ефективно премахване на тантал, молибден, волфрам, волфрамов карбид и други включвания с висока плътност (HDI) и титаниев нитрид. Титанов оксид и други включения с ниска плътност (LDI);

(2) може да приеме различни методи за подхранване, възстановяването на остатъци от титан е сравнително лесно, тоест може да използва други методи за топене, не може да използва отпадъците, все още може да произвежда чисти титанови блокове, значително намалява цената на продуктите;

(3) може да се вземе проба от металната течност за анализ и анализ;

(4) може да произведе оформен заготовка, да намали производствения процес, да намали консумацията на суровини, да подобри добива;


EBCHM все още има следните недостатъци:

(1) топенето трябва да се извършва при условия на висок вакуум, така че титаниевата гъба с високо съдържание на хлорид не може да се топи директно;

(2) сплавните елементи са летливи и трудно контролират химичния състав.


3.2 метод на топене в плазмена студена ревност (метод на РХМ с тръба)

Методът PCHM ИЗПОЛЗВА плазмената дъга, генерирана от йонизацията на инертните газове като източник на топлина, и може да се използва за завършване на топенето в широк диапазон от налягане от ниско вакуумно до почти атмосферно налягане. Характерното за този метод е, че той може да гарантира състава на сплавта с различно налягане на парата и няма очевидна способност да се подобрят свойствата на традиционната сплав в процеса на топене. За титановите и титановите сплави може да се получи идеален слитък с една плавка. Предимствата на съвременния PCHM метод са:


(1) инвестицията в оборудване е ниска, лесна за работа, безопасна и надеждна;


(2) може да използва различни видове и форми на суровини, процентът на възстановяване на остатъците е висок;


(3) да се гарантира разнообразието на сплав химичен състав;


(4) реализиране на скъпо рециклиране на инертен газ, намаляване на производствените разходи.


Недостатъкът на метода PCHM е ниската електрическа ефективност. EBCHM и PCHM имат обща способност за елиминиране на HDI и LDI. Първият е по-подходящ за топене на чист титан. За сплавите последният е по-подходящ. Подобно на метода VAR, горните два метода могат да постигнат широк спектър от автоматичен контрол на процеса, включително параметри на процеса (скорост на топене, разпределение на температурата по време на топене и втвърдяване, промяна на състава по време на топене, степен на отстраняване на неразтворими включвания и т.н.) и качество ,




4. Метод на топене със студено гърне (метод за кратко CCM)


През 80-те години на миналия век американската компания за феросилиций разработила процеса на индуциране на безплавна индукция и въведе метода CCM в промишленото производство, който се използва за производство на прецизни отливки от титан и титан. През последните години в някои икономически развити страни методът на CCM започна да навлиза в мащаба на индустриалното производство с максимален диаметър на слитъка lm и дължина 2 m, а перспективата му за развитие е забележителна. Процесът на топене на CCM се осъществява в метален тигел, съставен от дъгообразни блокове с водно охлаждане или медни тръби, които не са проводими един към друг. Най-голямото предимство на тази комбинация е, че празнината между всеки два блока е засилено магнитно поле, а силното разбъркване, генерирано от магнитното поле, прави химичния състав и температурата последователни, като по този начин се подобрява качеството на продукта. Методът CCM съчетава характеристиките на метода VAR и тигелното индукционно топене на огнеупорни материали, които могат да получат висококачествени блокове с равномерен състав и без тигелно замърсяване без огнеупорни материали и без да се правят електроди. В сравнение с метода VAR, методът CCM има предимствата на ниската цена на оборудването и простата работа, но в момента тази технология все още е в етап на развитие.


5. Електролазна топене (ESR)


ESR преобразува електрическата енергия в топлинна енергия чрез сблъсък на заредени частици, когато ток преминава през проводяща електрошлака. Зарядът се стопява и рафинира от топлинната енергия, генерирана от устойчивостта на шлаките. ESR метод ИЗПОЛЗВА консумирания електрод за топене на електрошлак в неактивната шлака (CaF2), който може да бъде директно стопен и хвърлен в сливни заготовки със същата форма с добро качество на повърхността и е подходящ за директна обработка в следващия процес. Предимствата на този закон са:


(1) пълната коаксиалност на ESR пещта гарантира повтаряемостта на отливането на слитъка с най-добро качество;


(2) аксиална кристализация на слитък, плътна и еднородна структура;


(3) система за претегляне на електрода и система за контрол на скоростта на топене с изключително висока точност;


(4) оборудването е лесно и лесно за работа. Недостатъкът е, че слитъкът не може да бъде замърсен от шлаката.

titanium alloys