Metoder til smeltning af titaniumstænger og titaniumlegeringsstavmaterialer
Titaniumlegering smeltemetoder: vakuum forbrugsbar lysbueovn smeltemetode (benævnt VAR metode), ikke-forbrugelig vakuum lysbue ovn smelte metode (Jianni NC metode), kold ild smelte metode (benævnt CHM metode), kold potte smelte metode ((benævnt CCM-metoden), elektroslaggesmeltemetoden (benævnt ESR-metoden).
1. Smeltemetode for vakuumforbrugelig lysbueovn (benævnt VAR-metoden)
Med udviklingen af vakuumteknologi og anvendelse af computere er VAR-metoden hurtigt blevet en moden industriel produktionsteknologi for titanium. De fleste af nutidens titanium og dets legeringsbarrer er fremstillet ved hjælp af denne metode. De fremtrædende egenskaber ved VAR-metoden er lavt strømforbrug, høj smeltehastighed og reproducerbarhed af god kvalitet. Barren smeltet ved VAR-metoden har en god krystalstruktur og ensartet kemisk sammensætning.
Tekniske egenskaber og fordele ved moderne avancerede VAR-ovne:
(1) Fuld koaksial effektinput, hvilket betyder fuldstændig koaksialitet i hele ovnens højde, kaldes koaksial strømforsyning, hvilket reducerer forekomsten af segregation;
(2) Den elektriske kalibrering inde i diglen kan finjusteres i X-aksen/Y-aksens retning.
(3) Det har et nøjagtigt elektrodevejesystem for at opnå konstant hastighedssmeltning. Det sikrer ikke kun smeltekvaliteten, men sikrer også repeterbarheden og konsistensen af hver smeltning.
(4) Fleksibilitet, det vil sige, at én ovn kan producere en række forskellige ingottyper og øge størrelsen af ingots, hvilket i høj grad kan forbedre produktiviteten.
(5) Det har god økonomi.
"Koaksial strømforsyning"-metoden kan undgå magnetisk lækage forårsaget af ubalanceret forsyningsstrøm af digelen, svække eller eliminere de negative virkninger af det inducerede magnetfelt på smelteprodukterne og forbedre den elektriske effektivitet og derved opnå barrer med stabil kvalitet.
Moderne VAR-ovne kan smelte store barrer med en diameter på 1,5m og en vægt på 32t. Der er tekniske problemer, der skal løses: for det første elektrodeforberedelsesmetoden. Elektrodeforberedelsesprocessen er meget besværlig. En dyr presse er påkrævet for at smelte svampetitanium og masterlegering. Og det returnerede restmateriale presses ind i en solid elektrode eller en enkelt lille elektrisk skruenøgle. Den enkelte elektrode skal også svejses ind i en forbrugselektrode. Samtidig er det, for at sikre ensartetheden af sammensætningen af forbrugselektroden, også nødvendigt at konfigurere klud, vejning, blanding osv. Tilsvarende faciliteter. For det andet er der lejlighedsvise metallurgiske defekter såsom segregation, såsom sammensætningsadskillelse og størkningsadskillelse. Førstnævnte er forårsaget af den ujævne fordeling af urenhedselementer eller legeringselementer i elektroden, som størkner, før fordelingen kan afbalanceres under smeltning; sidstnævnte er forårsaget af lejlighedsvis introduktion af high-density inclusions (HDI) og low-density inclusions (HDI) i råmaterialer eller processer. LDI), kan disse indeslutninger ikke opløses fuldstændigt under smeltningsprocessen, hvilket resulterer i ekstremt skadelige indeslutninger og andre metallurgiske defekter.
2. Ikke-forbrugelig vakuum-elektrisk lysbueovnssmeltemetode (Jianmi NC-metoden)
På nuværende tidspunkt har vandkølede kobberelektroder erstattet wolfram-thorium titaniumelektroder eller grafitelektroder i titaniumindustriens indledende fase, hvilket løser problemet med industriel forurening, hvilket gør NC-metoden til en vigtig metode til smeltning af titanium og titanium titanium. Flere tons NC Ovnen er allerede i drift i Europa og USA.
Fordelene ved NC-metode smeltning er:
(1) Processen med at presse elektroder og svejseelektroder kan udelades;
(2) Det kan få lysbuen til at blive på materialet i lang tid og derved forbedre ensartetheden af barresammensætningen;
(3) Råmaterialer i forskellige former og størrelser kan bruges, og 100% restmaterialer kan tilføjes under smeltningsprocessen for at realisere titaniumgenanvendelse. Som engangssmeltning er NC-metoden ret fordelagtig i forhold til at forbedre genvindingsgraden af restmaterialer og reducere omkostningerne. Normalt bruges NC-ovne og VAR-ovne sammen for at give fuld spild til deres respektive fordele.
3. Kold ildstedssmeltemetode (CHM-metode for kort)
Metallurgiske inklusionsfejl i titanium- og titanlegeringsbarrer forårsaget af råmaterialeforurening og unormale smelteprocesser har altid påvirket anvendelsen af titanium og titanlegering i rumfartsområdet. For at eliminere metallurgiske indeslutninger i roterende dele til flymotorer af titaniumlegering, opstod teknologien til smeltning af kold ildsted. Det største træk ved CHM-metoden er adskillelsen af smelte-, raffinerings- og størkningsprocesser, det vil sige, at den smeltede ladning kommer ind i den kolde ildsted og først smeltes, derefter ind i raffineringsområdet i den kolde ildsted til raffinering og til sidst størkner til ingots i krystallisationsområdet.
