Titánrudak és titánötvözet rúdanyagok olvasztásának módszerei

Titánötvözet olvasztási módszerek: vákuumfogyasztó elektromos ívkemencés olvasztási módszer (a továbbiakban: VAR módszer), nem fogyasztható vákuumos ívkemencés olvasztási módszer (Jianni NC módszer), hidegtűzhelyes olvasztási módszer (CHM módszer), hidegedényes olvasztási módszer ( (a továbbiakban: CCM-módszer), elektrosalak olvasztási módszer (a továbbiakban: ESR módszer).
1. Vákuumos fogyóelektromos ívkemencés olvasztási módszer (a továbbiakban: VAR módszer)
A vákuumtechnológia fejlődésével és a számítógépek alkalmazásával a VAR módszer gyorsan a titán kiforrott ipari gyártási technológiájává vált. A mai titán és ötvözettömbök nagy részét ezzel a módszerrel állítják elő. A VAR módszer kiemelkedő jellemzői az alacsony energiafogyasztás, a nagy olvasztási sebesség és a jó minőségű reprodukálhatóság. A VAR-módszerrel megolvasztott tuskó jó kristályszerkezettel és egyenletes kémiai összetételű.
A modern, fejlett VAR kemencék műszaki jellemzői és előnyei:
(1) A teljes koaxiális bemenetet, amely teljes koaxialitást jelent a kemence teljes magasságában, koaxiális tápegységnek nevezik, ami csökkenti a szegregáció előfordulását;
(2) A tégelyen belüli elektromos kalibrálás X-tengely/Y-tengely irányban finomhangolható.
(3) Pontos elektródamérleggel rendelkezik az állandó sebességű olvadás eléréséhez. Nemcsak az olvasztási minőséget biztosítja, hanem az egyes olvasztások megismételhetőségét és konzisztenciáját is.
(4) Rugalmasság, vagyis egy kemence többféle tuskótípust képes előállítani, és növelni tudja a tuskók méretét, ami nagymértékben javíthatja a termelékenységet.

(5) Jó a gazdaságossága.
A "koaxiális tápegység" módszerrel elkerülhető a tégely kiegyensúlyozatlan tápáram okozta mágneses szivárgás, gyengíthető vagy kiküszöbölhető az indukált mágneses tér olvadéktermékekre gyakorolt ​​káros hatásai, valamint javítható az elektromos hatásfok, ezáltal stabil minőségű tuskók állíthatók elő.
A modern VAR kemencék 1,5 m átmérőjű és 32 t tömegű nagy tuskót is képesek megolvasztani. Technikai problémákat kell megoldani: először is az elektródák előkészítésének módja. Az elektróda előkészítési folyamata nagyon körülményes. A titán szivacs és a mesterötvözet megolvasztásához drága prés kell. A visszakerült maradékanyagot pedig tömör elektródába vagy egyetlen kis elektromos csavarkulcsba préselik. Az egyetlen elektródát is fogyóelektródává kell hegeszteni. Ugyanakkor a fogyóelektróda összetételének egységessége érdekében szükség van a kendő, a mérlegelés, a keverés stb. beállítására is. Megfelelő létesítmények. Másodszor, alkalmanként előfordulnak kohászati ​​hibák, mint például a szegregáció, például az összetétel szerinti szegregáció és a megszilárdulási szegregáció. Előbbit a szennyező elemek vagy ötvözőelemek egyenetlen eloszlása ​​okozza az elektródában, amely megszilárdul, mielőtt az olvasztás során az eloszlás kiegyensúlyozható lenne; ez utóbbit a nagy sűrűségű zárványok (HDI) és kis sűrűségű zárványok (HDI) időnkénti nyersanyagokba vagy folyamatokba történő bevezetése okozza. LDI), ezek a zárványok nem oldódnak fel teljesen az olvasztási folyamat során, ami rendkívül káros zárványokat és egyéb kohászati ​​hibákat eredményez.
2. Nem fogyasztható vákuum elektromos ívkemencés olvasztási módszer (Jianmi NC módszer)
Jelenleg a titánipar kezdeti szakaszában vízhűtéses rézelektródák váltották fel a wolfram-tórium titán elektródákat vagy a grafitelektródákat, megoldva az ipari szennyezés problémáját, így az NC módszer a titán és a titán-titán olvasztásának fontos módszere. Több tonna NC A kemence már működik Európában és az Egyesült Államokban.
Az NC módszerrel történő olvasztás előnyei:
(1) Az elektródák és a hegesztőelektródák préselési folyamata elhagyható;
(2) Az ív hosszú ideig az anyagon maradhat, ezáltal javítva az öntvény összetételének egyenletességét;
(3) Különböző formájú és méretű nyersanyagok használhatók, és az olvasztási folyamat során 100% maradékanyagokat lehet hozzáadni a titán újrahasznosításának megvalósításához. Egyszeri olvasztásként az NC-módszer igen előnyös a maradékanyagok visszanyerési sebességének javítása és a költségek csökkentése szempontjából. Általában az NC kemencéket és a VAR kemencéket együtt használják, hogy a megfelelő előnyöket teljes mértékben kihasználják.
3. Hideg kandallóban történő olvasztásos módszer (röviden CHM módszer)
A titán és titánötvözet tömbök kohászati ​​zárványhibái, amelyeket a nyersanyagszennyeződés és a rendellenes olvasztási folyamatok okoztak, mindig is befolyásolták a titán és titánötvözet alkalmazását a repülőgépiparban. A titánötvözetből készült repülőgépmotorok forgó alkatrészeinek kohászati ​​zárványainak kiküszöbölésére a hidegtűzhelyes olvasztási technológia jött létre. A CHM módszer legnagyobb jellemzője az olvadási, finomítási és megszilárdulási folyamatok szétválasztása, vagyis az olvadt töltet bejut a hidegtűzhelybe és először megolvasztódik, majd a hidegtűzhely finomító zónájába kerül finomításra, végül ingókká szilárdul meg. a kristályosodási területen.