Titán és titánötvözet olvasztási és öntési eljárás
A titán nagyon reaktív fém. Folyékony állapotban nagyon gyorsan reagál oxigénnel, nitrogénnel, hidrogénnel és szénnel. Ezért a titánötvözet olvasztását nagyobb vákuum vagy inert gáz (argon vagy neon) védelme alatt kell végrehajtani. Az olvasztáshoz használt tégelyek mindegyike vízhűtéses réztégely. Az egyes olvasztási folyamatokhoz három fő módszer létezik: (1) Nem fogyóelektródos elektromos ívkemencés olvasztás Az ötvözet olvasztása vákuum vagy inert gáz védelme mellett történik. Az eljárás során főként fogyóelektródák olvasztásával készítik elő az elektródákat. (2) A vákuumos fogyóelektródos elektromos ívkemencés olvasztáshoz titánból vagy titánötvözetből készült fogyóelektródát használnak katódként, és vízhűtéses réztégelyt anódként. Az olvadt elektróda cseppek formájában lép be a tégelybe, és olvadékmedencét képez. Az olvadt medence felületét az ív felmelegíti, és mindig folyékony állapotban van, a tégely alja és kerülete pedig lehűlni kényszerül, ami alulról felfelé irányuló kristályosodást eredményez. Az olvadt fém az olvadt medencében megszilárdul, és titán tömbbé válik. (3) A vákuumfogyóelektródos koagulációs héjvédő olvasztó olvasztó berendezés vázlatos rajza. Ezt az olvasztókemencét vákuum-fogyóelektródos elektromos ívkemence alapján fejlesztették ki. Speciális alakú alkatrészek öntésére szolgáló kemence típus olvasztással és centrifugális öntéssel kombinálva. Legnagyobb jellemzője, hogy a vízhűtéses réztégely és a fémolvadék között tömör vékony titánötvözet héj található, amely az úgynevezett megszilárdult héj. Ez az ugyanabból az anyagból készült megszilárdult héjréteg a tégely belső béléseként működik, és olvadt medencét képez a titán folyadék tárolására. , hogy elkerüljük a tégely titánötvözet folyadékkal való szennyeződését. A kiöntés után a hulladékban maradt megszilárdult héj tovább használható tégely béléseként.
Az elmúlt években a tudomány és a technológia fejlődésével, valamint a termelési igényekkel párhuzamosan új módszereket és berendezéseket kutattak és fejlesztettek aktív fémek, például titánötvözetek olvasztására, elsősorban az elektronsugaras kemencéket, a plazmakemencéket és a vákuum-indukciós kemencéket. , és bizonyos mértékig alkalmazták. Mindazonáltal a műszaki és gazdasági mutatók, mint például az energiafogyasztás, az olvadási sebesség és a költségek összehasonlítása alapján a fogyóelektródos elektromos ívkemencében (beleértve a héjkemencét is) az olvasztás továbbra is a leggazdaságosabb és leghasznosabb olvasztási módszer. A titán fizikai és kémiai tulajdonságaiból adódóan a titánötvözetek öntési eljárásának egyedi követelményei és jellemzői vannak a fröccsöntő anyagok mennyisége és az eljárási módszerek tekintetében. Az egyik az öntőanyag, amely nagyon nagy tűzállóságot igényel; a másik, hogy az öntést viszonylag nagy vákuum vagy inert gáz védelme mellett kell végezni, és néha centrifugális erő is szükséges. A héj anyaga eltérő, és a fúziós héj három különböző rendszerre oszlik.
(1) Tiszta grafit héjrendszer. Tűzálló töltő- és csiszolóanyagként különböző szemcseméretű grafitport, kötőanyagként gyantát használnak. A burkolat nagy szilárdságú, könnyű súlyú, alacsony költséggel és széles nyersanyagforrással rendelkezik. Alkalmas centrifugális vagy gravitációs öntésre.
(2) Tűzálló fém felületű héjrendszer. Kompozit rendszerről van szó, azzal a különbséggel, hogy a felületi réteg speciális eljárást igényel a különböző formázóanyagok (tűzálló fémek, például wolframpor) miatt, míg a hátsó réteg megegyezik az öntött acéléval az öntőanyagoktól a beruházási öntésig. Kagylókészítési folyamat.
(3) Oxid kerámia héjrendszer. A formahéj felületi és hátsó rétege is oxidot használ formázóanyagként, így a formahéj nagy szilárdságú, hővezető képessége pedig a legkisebb a három formahéj közül, amely alkalmas vékonyfalú öntvények összetett öntésére. formák.
A fenti három héjrendszerrel öntött titánöntvények kémiai összetételében és mechanikai tulajdonságaiban kevés különbséget mutatnak; de a felület minősége jelentősen eltér, és az utóbbi két héj zsugorodási sebessége lényegesen kisebb, mint a grafithéjaké, ezért az öntvények méretpontossága rossz.
