Pet metoda taljenja legura titana

Metode taljenja legura titana uglavnom se dijele na: 1. Metoda taljenja lučnih peći u vakuumu; 2. Metoda taljenja vakuumske lučne peći koja se ne troši; 3. Metoda topljenja hladnog ognjišta; 4. Metoda topljenja u hladnom loncu; 5. Pet metoda taljenja elektroslagom.


1. Metoda taljenja lučnih peći u vakuumskoj peći (metoda VAR)

Razvojem vakuum tehnologije i primjene računala, VAR metoda je brzo postala zrela tehnologija industrijske proizvodnje titana. Značajne karakteristike VAR metode su mala potrošnja energije, visoka brzina taljenja i dobra kvaliteta reproducibilnosti. Gotovi ulošci se normalno tope prema VAR metodi i ponovo se ponovo rabe najmanje dva puta. VAR metoda se koristi za proizvodnju titanovog ingota. Proces koji koriste proizvođači širom svijeta u osnovi je sličan. Razlika je u tome što se koriste različite metode i oprema za pripremu elektroda. Priprema elektroda može se podijeliti u tri kategorije. Prvi je usvajanje integralne elektrode koja se kontinuirano pritiska dodavanjem dijelova, isključujući postupak zavarivanja elektroda; drugi je pritisak jedne elektrode i zavarivanje u potrošnu elektrodu. I putem plazma argonsko lučno varenje ili vakuumsko zavarivanje u jedno; Treće, elektroda za lijevanje pripremljena je drugim metodama topljenja.


Tehničke značajke i prednosti moderne napredne VAR peći:

(1) sav koaksijalni unos energije, tj. Cijela visina peći na koaksijalnom napajanju, koja se naziva koaksijalno napajanje, smanjuje pojavu segregacije;

(2) električna kalibracija u loncu može se fino prilagoditi u X / Y osi;

(3) s preciznim sustavom za vaganje elektroda, brzina taljenja automatski se kontrolira, ostvaruje se konstantna brzina taljenja, a kvaliteta taljenja je zagarantirana;

(4) osigurati ponovljivost i dosljednost svakog taljenja;

(5) fleksibilnost, odnosno jedna peć može proizvesti različite vrste ingota i lijevanje ingota velikog obima, što može uvelike poboljšati produktivnost;

(6) dobra ekonomija. Način "koaksijalnog napajanja" može izbjeći magnetsko istjecanje uzrokovano neravnotežom napojne struje. Smanjiti ili ukloniti štetne učinke induciranih magnetskih polja na topljene proizvode. I poboljšati električnu učinkovitost, tako da se dobije ingoti stabilne kvalitete. Cilj "topljenja s konstantnom brzinom" je poboljšati kvalitet ingota osiguravanjem konstantne duljine luka i brzine taljenja u procesu taljenja pomoću naprednog elektronskog upravljačkog sustava i senzora težine, kontrolirajući tako proces koagulacije. Učinkovito može spriječiti segregaciju i jamčiti unutarnju kvalitetu ingota.

Uz gore navedena dva svojstva, moderna VAR peć za taljenje titana realizirala je VAR peć velikog obima. 5m, 32t veliki ingot.

VAR metoda je standardna industrijska metoda taljenja za moderne legure titana i titana. Ali treba riješiti sljedeće tehnologije:


Prvo, metoda pripreme elektroda; Postupak pripreme elektroda vrlo je kompliciran, što zahtijeva skupu prešu za prešanje titanove spužve, međuprodukta i vraćenog ostatka materijala u cijelu elektrodu ili jedan mali električni ključ. Jedna elektroda također se mora zavariti u potrošnu elektrodu. Istodobno, kako bi se osigurala ujednačenost sastava potrošne elektrode, potrebno ju je opremiti krpom, materijalom za vaganje, materijalom za miješanje i drugim odgovarajućim objektima.


Drugo, povremene su metalurške manjkavosti poput segregacije. Kao što je segregacija sastava i segregacija koagulacije.


Prvi je uzrokovan neujednačenom raspodjelom nečistoćih elemenata ili legiranih elemenata u elektrodi i stvrdnjavanjem bez raspodjele vremenske ravnoteže tijekom taljenja. Ovo posljedica je zbog povremenog uvođenja inkluzije visoke gustoće (HDI) i inkluzije niske gustoće (LDI) u sirovinu ili postupak. Ove inkluzije se ne mogu potpuno rastopiti u procesu taljenja, što rezultira metalurškim oštećenjima, poput izuzetno štetnih inkluzija.


2. Metoda taljenja vakuumske lučne peći koja se ne troši (metoda Jane you NC)

Trenutno je bakrena elektroda s vodom hlađena zamijenila početnu fazu volframove titanijeve industrije torij platforma zlatni električni odljev ili grafitni električni ključ, riješio problem industrijskog onečišćenja, zbog čega je metoda NC postala važna metoda taljenja titana i titanovog zlata, a nekoliko tona NC peći bilo je u Europi i Sjedinjenim Državama.

Vodene hlađene bakrene elektrode dijele se u dvije vrste: jedna se rotira; Drugi je rotirajuće magnetsko polje, koje ima za cilj spriječiti luk da izgori elektrodu.

NC peć se također može podijeliti u dvije vrste: jedna je u bakrenom bakarnom loncu za topljenje u vodi, u bakrenom kalupu s vodom hlađenim u ingote; Drugi je kontinuirano lijevanje sirovina, taljenje i očvršćivanje u bakrenom loncu s hladnim vodom.

Prednosti NC metode topljenja su: (1) mogu se uštedjeti prešanje elektrode i postupak zavarivanja elektroda; (2) mogu zadržati luk na materijalu dulje vrijeme, kako bi se poboljšala ujednačenost sastava ingota; (3) mogu koristiti različite oblike i veličine sirovina, u procesu taljenja također može dodati 100% ostataka, recikliranje titana.

Kao primarno topljenje, NC metoda je dosta povoljna sa stanovišta poboljšanja obnavljanja ostataka i smanjenja troškova. Obično, NC peć i VAR peć se koriste kako bi se u potpunosti iskoristile njihove prednosti.


3. Metoda topljenja hladnog ognjišta (metoda kratkog CHM-a)

Neispravnosti inkluzija legura od titana i titana uzrokovane zagađivanjem sirovina i nenormalnim postupkom taljenja uvijek su utjecale na primjenu titana i titanove legure u zrakoplovnom polju. Kako bi se uklonili metalurški ukljuci u rotirajućim dijelovima zrakoplovnih motora od legura od titana, razvijena je tehnologija topljenja hladnog ognjišta.

Najveća značajka CHM metode je odvajanje procesa taljenja, rafiniranja i skrućivanja. Odnosno, nakon što rastopljeni teret uđe u sloj peći, najprije se topi, zatim ulazi u područje rafiniranja hladnog sloja peći za rafiniranje i na kraju se očvrsne u ingote u području kristalizacije. Značajna prednost CHM tehnologije je u tome što ona može formirati školjke za očvršćivanje u zidu sloja hladne peći, a njegova "viskozna zona" može hvatati inkluzije visoke gustoće (HDI) kao što su WC, Mo, Ta, itd. U međuvremenu, u rafinirajuća zona produžuje se vrijeme zadržavanja čestica niske gustoće (LDI) u tekućini s visokom temperaturom, što može osigurati potpuno otapanje LDI, tako da se učinkovito uklone oštećenja inkluzije. To bi trebalo reći. Mehanizam pročišćavanja topljenja hladnog ognjišta može se podijeliti na razdvajanje specifične gravitacije i razdvajanje tališta.


3.1 Taljenje elektronskog snopa hladnog ognjišta (EBCHM) s topljenjem elektronskih snopa (EB) je proces koji KORISTI energiju elektrona velike brzine za stvaranje topline u samom materijalu za topljenje i rafiniranje. EB peć s hladnim ognjištem naziva se EBCHM. EBCHM ima izvrsne funkcije koje tradicionalno taljenje ne čini:

(1) učinkovito uklanjaju tantal, molibden, volfram, volfram karbid i druge inkluzije visoke gustoće (HDI) i titanov nitrid. Titanov oksid i ostale inkluzije niske gustoće (LDI);

(2) mogu prihvatiti različite metode hranjenja, obnavljanje ostataka titana relativno je jednostavno, to jest, može se koristiti ostale metode topljenja, ne može se koristiti otpad, i dalje mogu proizvesti čiste initare od titana, uvelike smanjuju troškove proizvoda;

(3) može se izravno uzorkovati iz metalne tekućine za analizu i analizu;

(4) može proizvesti oblikovanu gredicu, smanjiti proizvodni proces, smanjiti potrošnju sirovina, poboljšati prinos;


EBCHM i dalje ima sljedeće nedostatke:

(1) taljenje se mora izvesti u uvjetima visokog vakuuma, tako da se titanska spužva s visokim udjelom klorida ne može izravno topiti;

(2) legirani elementi su isparljivi i teško je kontrolirati kemijski sastav.


3.2. Plazma hladne ljubomore, metoda topljenja (PCHM metoda cijevi)

PCHM metoda upotrebljava luk plazme nastao ionizacijom inertnih plinova kao izvora topline, a može se upotrijebiti za dovršavanje taljenja u širokom rasponu tlaka od niskog vakuuma do gotovo atmosferskog tlaka. Karakteristika ove metode je da može jamčiti sastav legure s različitim tlakom pare, a nema očite mogućnosti poboljšanja svojstava tradicionalne legure u procesu taljenja. Za legure titana i titana idealni se ingoti mogu dobiti jednom topljenjem. Prednosti moderne PCHM metode su:


(1) ulaganja u opremu su mala, jednostavna za rukovanje, sigurna i pouzdana;


(2) mogu se koristiti različite vrste i oblici sirovina, postotak povrata ostataka je visok;


(3) da bi se osigurala raznolikost kemijskog sastava legura;


(4) realizacija skupe recikliranja inertnog plina, smanjujući troškove proizvodnje.


Nedostatak PCHM metode je niska električna učinkovitost. EBCHM i PCHM imaju zajedničku sposobnost uklanjanja HDI i LDI. Prva je prikladnija za topljenje čistog titana. Za legure, potonji je prikladniji. Kao i VAR metoda, gore navedene dvije metode mogu postići širok raspon automatske kontrole procesa, uključujući parametre procesa (brzina taljenja, raspodjela temperature tijekom taljenja i očvršćivanja, promjena sastava tijekom taljenja, stupanj uklanjanja nerastvorljivih inkluzija itd.) I kvaliteta ,




4. Metoda hladnog taljenja u loncu (ukratko CCM metoda)


U 1980-im, američka tvrtka ferosilicij razvila je postupak besklasne indukcijske taljenja bez šljake i uvela CCM metodu u industrijsku proizvodnju, koja je korištena za proizvodnju titanskih ingota i titanskih preciznih odljevaka. Posljednjih godina, u nekim ekonomski razvijenim zemljama, metoda CCM počela je ulaziti u ljestvicu industrijske proizvodnje, s maksimalnim promjerom ingota lm i duljinom od 2 m, a njegova je razvojna perspektiva nevjerojatna. Postupak taljenja CCM provodi se u metalnom loncu sastavljenom od vodenog hlađenog bloka u obliku luka ili bakrenih cijevi koje nisu međusobno provodne. Najveća prednost ove kombinacije je u tome što je jaz između svaka dva bloka pojačano magnetsko polje, a snažno miješanje koje generira magnetsko polje čini kemijski sastav i temperaturu dosljednim i na taj način poboljšava kvalitetu proizvoda. CCM metoda kombinira karakteristike VAR metode i indukcijskog taljenja vatrostalnih materijala, pomoću kojih se dobivaju visokokvalitetni ingoti s jednakim sastavom i bez zagađenja bez loma bez vatrostalnih materijala i bez stvaranja elektroda. U usporedbi s VAR metodom, CCM metoda ima prednosti niskog troška opreme i jednostavnog rada, ali trenutno je ta tehnologija još uvijek u fazi razvoja.


5. Elektroslagno taljenje (ESR)


ESR pretvara električnu energiju u toplinsku energiju pomoću sudara nabijenih čestica kada struja prolazi kroz provodljivu elektroslag. Naboj se topi i oplemenjuje toplinskom energijom nastalom otporom šljake. ESR metoda KORISTI potrošnju elektrode za topljenje elektroslaga u neaktivnoj šljaci (CaF2), koja se može izravno spojiti i bacati u ingote istog oblika s dobrom kvalitetom površine, te je pogodna za izravnu obradu u sljedećem procesu. Prednosti ovog zakona su:


(1) potpuna koaksijalnost ESR peći osigurava ponovljivost najboljeg lijevanja najboljom kvalitetom;


(2) aksijalna kristalizacija ingota, guste i jednolike strukture;


(3) sustav za vaganje elektroda i sustav za kontrolu brzine taljenja s vrlo visokom preciznošću;


(4) oprema je jednostavna i laka za rukovanje. Nedostatak je što ingota ne može zagađivati šljaku.

titanium alloys