Технология и технически перспективи за топене на материали от титанови сплави като титанов прът и прът от титанова сплав -1

С развитието на науката и технологиите и подобряването на жизнения стандарт на хората,Степен 5 Титаниево кюлче се използва все повече и повече в промишленото производство, космическата промишленост, националната отбрана и ежедневието, така че изискванията за титан и титанови сплави c и производителност нарастват. Колкото по-висока е топенето, топенето на суровини от титанови сплави несъмнено е най-важната и критична връзка. Качеството на неговото топене пряко влияе върху това дали показателите за ефективност на готовите продукти след последваща обработка отговарят на изискванията за продукта, като по този начин се насърчава развитието на съвременна технология за топене на титанови сплави. Те включват разработването на нови технологии като електронни лъчи и пещи за плазмено охлаждане, които създадоха добри условия и основи за подобряване на металургичното качество и механичните свойства на слитъците от титанови сплави.

1. Метод на топене на титанова сплав

1.1 Метод на топене на вакуумен консуматив в електродъгова пещ (наричан метод VAR)

С развитието на вакуумната технология и прилагането на компютрите, методът VAR бързо се превърна в зряла индустриална производствена технология за титаниев прът клас 5. Повечето от днешните слитъци от титан и неговите сплави се произвеждат по този метод. Основните характеристики на метода VAR са ниска консумация на енергия, висока скорост на топене и възпроизводимост с добро качество. Слитъкът, претопен по метода VAR, има добра кристална структура и еднороден химичен състав. Обикновено готовият слитък трябва да се разтопи по метода VAR. Необходими са най-малко два пъти претопяване.

Производството на титанови блокове по метода VAR е основно подобно на процесите, използвани от производителите по целия свят. Разликата е в използването на различни методи и оборудване за подготовка на електродите. Подготовката на електродите може да бъде разделена на три категории. Процесът на заваряване с електрод е изключен: вторият е да се пресова един електрод и да се заварява в консумативен електрод. И заварени в едно чрез плазмено заваряване с аргонова дъга или вакуумно заваряване; третото е да се използват други методи на топене за приготвяне на електроди за леене.

Технически характеристики и предимства на съвременната усъвършенствана VAR пещ:

(1) Пълна коаксиална входна мощност, т.е. пълна коаксиалност на височината на тялото на пещта, наречена коаксиално захранване, за да се намали появата на сегрегация;

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

(3) Оборудван с точна система за претегляне на електроди, скоростта на топене се контролира автоматично, като се постига топене с постоянна скорост. Гарантирано качество на топене;

(4) Осигурете повторяемостта и последователността на всяко топене;

(5) Гъвкавост, тоест една пещ може да произвежда различни видове блокове и големи блокове, което може значително да увеличи производителността;

(6) Има добра икономия.

Методът на "коаксиално захранване" може да избегне изтичането на магнитно отклонение, причинено от небалансирания захранващ ток на тигела, да отслаби или елиминира неблагоприятния ефект на индуцираното магнитно поле върху продуктите на топене и да подобри електрическата ефективност, така че да се получат блокове със стабилно качество.

Целта на "топенето с постоянна скорост" е да се подобри качеството на блока. Усъвършенстваната електрическа система за управление и сензор за тегло се използват за осигуряване на постоянна дължина на дъгата и постоянна скорост на топене по време на процеса на топене, като по този начин се контролира процеса на коагулация. Той може ефективно да предотврати сегрегацията и да гарантира присъщото качество на блока.

В допълнение към горните две характеристики, VAR пещта за модерно топене на титан също е реализирала широкомащабната VAR пещ. Модерната VAR пещ може да топи големи слитъци с диаметър 1,5 m и тегло 32 t. Методът vAR е стандартът за съвременния титан и титанови сплави. Индустриален метод на топене. Все още има следните технологии за решаване. Първо, методът за подготовка на електрода. Процесът на подготовка на електрода е много тромав. Необходимо е да се използва скъпа преса за пресоване на гъбестия титан, основната сплав и връщащия остатък в цял електрод или един малък електрически гаечен ключ. Единичният електрод трябва да бъде заварен в консумативен електрод. В същото време, за да се осигури еднаквост на състава на консумативния електрод, е необходимо също така да се конфигурират съответните съоръжения като плат, претегляне и смесване. Второ, има случайни металургични дефекти като сегрегация, като сегрегация на състава и сегрегация на втвърдяване. Първият се дължи на неравномерното разпределение на примесни елементи или легиращи елементи в електрода. Произвежда се чрез втвърдяване, когато топенето е твърде късно, за да балансира разпределението; последното се дължи на случайни включвания с висока плътност (HDI) и включвания с ниска плътност (LDI), тези включвания не могат да бъдат напълно разтворени по време на процеса на топене, което води до изключително вредни металургични дефекти като включвания.

1.2 Метод за топене във вакуумна дъгова пещ без консумативи (опростен NC метод) Понастоящем медният електрод с водно охлаждане е заменил волфрам-ториевия тайвански златен електрически хвърляч или графитена електрическа ролка в началния етап на титановата индустрия, което е решило проблемът с промишленото замърсяване, което прави NC метода Той се превърна във важен метод за топене на титан и титанови сплави и няколкотонни NC пещи работят в Европа и Съединените щати. Медните електроди с водно охлаждане са разделени на два вида: едните са самовъртящи се; другото е въртящо се магнитно поле, чиято цел е да предотврати изгарянето на електрода от дъгата. NC пещите също могат да бъдат разделени на два типа: единият е за топене на суровини в медни тигели с водно охлаждане и отливането им в блокове в медни форми с водно охлаждане; другият е непрекъснато въвеждане на суровини в медни тигли с водно охлаждане за топене и втвърдяване.

Предимствата на NC топенето са:

① Процесът на пресоване на електроди и електроди за заваряване може да бъде пропуснат;

② Може да накара дъгата да остане върху материала за дълго време, като по този начин подобрява хомогенността на състава на блока;

③ Могат да се използват суровини с различни форми и размери и могат да се добавят 100% остатъчни материали по време на процеса на топене, за да се реализира рециклирането на титаниево кюлче клас 5. Като процес на топене, NC методът е доста полезен по отношение на подобряване на степента на възстановяване на остатъчните материали и намаляване на разходите. Обикновено NC пещта и VAR пещта се използват заедно, за да се даде пълна игра на съответните им предимства.