Smältmetod av titanlegering

Smältmetoderna för titanlegering är vanligtvis uppdelade i: 1. Smältmetod för vakuumförbrukbar bågugn; 2. 2. Oanvändbar vakuumbågsugnsmältningsmetod; 3. Kallharts smältmetod; 4. Kallpottsmältningsmetod; 5. Fem metoder för elektroslagsmältning.


Smältmetoderna för titanlegering är vanligtvis uppdelade i: 1. Smältmetod för vakuumförbrukbar bågugn; 2. 2. Oanvändbar vakuumbågsugnsmältningsmetod; 3. Kallharts smältmetod; 4. Kallpottsmältningsmetod; 5. Fem metoder för elektroslagsmältning.


1. Smältmetod för vakuumförbrukningsbågsugn (VAR-metod)


Med utvecklingen av vakuumteknik och användningen av dator har VAR-metoden snabbt blivit en mogen industriell produktionsteknik av titan. De anmärkningsvärda egenskaperna hos VAR-metoden är låg effektförbrukning, hög smälthastighet och god reproducerbarhet. Normalt bör den färdiga götningen smältas med VAR-metoden. Minst två remelter krävs. VAR-metoden används för att producera titandänger. Processen som används av tillverkare runt om i världen är i grunden likadan, men olika elektrodberedningsmetoder och utrustning används. Elektroderpreparat kan delas in i tre kategorier. Den första är att anta den integrerade elektroden som kontinuerligt pressas av matningsdelar, med undantag av elektrodsvetsprocessen. Den andra är att trycka på en enda elektrod och svetsa den i en förbrukningselektrod. Och genom plasma argonbågsvetsning eller vakuumsvetsning i en; För det tredje framställdes gjutelektroden genom andra smältmetoder.


Tekniska egenskaper och fördelar med modern avancerad VAR-ugn:


(1) all koaxial effektinmatning, det vill säga den fullständiga koaxialiteten hos hela ugnshöjden kallas koaxial strömförsörjning, för att minska genereringen av segregeringsfenomen;


(2) Den elektriska kalibreringen i degen kan finjusteras i X / Y-axeln;


(3) med ett exakt elektrodvägningssystem, styrs smälthastigheten automatiskt och smältning med konstant hastighet uppnås. Smältkvaliteten är garanterad.


(4) säkerställa repeterbarhet och konsistens vid varje smältning;


(5) flexibilitet, det vill säga en ugn kan producera en mängd olika göttyper och storskalig götgjutning, vilket kan förbättra produktiviteten avsevärt


(6) god ekonomi. Med "koaxial strömförsörjning" -läget kan man undvika magnetläckage orsakad av obalans av degelns matningsström. Minska eller eliminera de negativa effekterna av inducerade magnetfält på smältprodukter. Och förbättra den elektriska effektiviteten, så att du får stabil kvalitet av göt. Syftet med "konstant hastighetsmältning" är att förbättra götets kvalitet genom att säkerställa konstant ljusbågslängd och smältfrekvens i smältningsprocessen genom avancerat elektroniskt styrsystem och viktgivare, vilket styr styrningen av koagulationsprocessen. Det kan effektivt förhindra segregering och garantera ingots inre kvalitet. Förutom de två ovanstående egenskaperna har modern VAR-ugn för titanmältning inrättat storskalig VAR-ugn. 5m, 32t stor göt. VAR-metoden är standard industriell smältmetod för moderna titan- och titanlegeringar. Följande tekniker måste åtgärdas. Första elektrodberedningsmetoden. Processen för elektrodberedning är mycket komplicerad. Titansvamp, mellanlegering och returrester måste pressas av dyr press till integrerad elektrod eller enda liten elektrisk platta. En enda elektrod behöver också svetsas in i en förbrukningselektrod. Samtidigt är det nödvändigt att konfigurera motsvarande anordningar såsom tyg, vägningsmaterial och blandningsmaterial för att säkerställa enhetligheten hos förbrukningselektrodkompositionen. För det andra finns det enstaka metallurgiska fel som segregering. Såsom komposition segregering och koagulationssegregation. Den förra, www.lh-ti.com, beskriver ojämn fördelning av föroreningar eller legeringselement i elektroden. Stärkningen sker när det inte finns någon tid att balansera fördelningen; Det sistnämnda beror på tillfällig införande av högdensitetsinkluderingar (HDI) och lågdensitetsintag (LDI) i råmaterialet eller processen, som inte kan lösas fullständigt i smältprocessen, vilket resulterar i metallurgiska defekter såsom extremt skadliga införlivningar .


2. Oanvändbar vakuumbågsugnsmältningsmetod (Jane you NC-metoden)


För närvarande har den vattenkylda kopparelektroden ersatt den första fasen av tungsten titaniumindustrin thoriumplattform guld elgjuten eller grafit elnyckel, löst problemet med industriell förorening, vilket gör att NC-metoden har blivit en viktig metod för att smälta titan och titan guld, en några ton av NC-ugnar har varit i Europa och USA. Vattenkylda kopparelektroder är indelade i två typer: en är självrotrerande; Den andra är ett roterande magnetfält, vilket syftar till att förhindra att bågen brinner elektroden. NC-ugnen kan också indelas i två typer: en är i vattenkyld koppar smält smältråvara, i vattenkyld kopparform gjuten i ingots; Den andra är kontinuerlig gjutning av råmaterial, smältning och stelning i en vattenkyld kopparkrogel. Fördelarna med NC smältmetod är: (1) kan spara elektroden och svetselektroden processen; (2) kan göra bågstoppet på materialet under lång tid, för att förbättra jämnheten hos ingotsammansättningen; (3) kan använda olika former och storlekar av råmaterial, i smältning kan också lägga till 100% återstod, titan återvinning. Som en primär smältning är NC-metoden ganska fördelaktig med tanke på förbättring av återvinning av återstod och reduceringskostnad. Vanligtvis använde NC-ugnen och VAR-ugnsenheten full spelning till sina respektive fördelar.


3. Kallhårdsmältning (CHM-metod)


Metallurgisk inkopplingsfel av titan och titanlegeringstrålar orsakade av förorening av råmaterial och onormal smältning har alltid påverkat appliceringen av titan och titanlegering inom rymdområdet. För att eliminera de metallurgiska inklusionerna i de roterande delarna av titanlegeringsflygmotorer, utvecklades den kalla hjärtmälttekniken. Den största funktionen av CHM-metoden är separation av smält-, raffinering och stelningsprocessen. Det vill säga, efter det att den smälta bördan har kommit in i ugnsbädden smälter den först och går sedan in i förbränningsområdet för kallugnsbädden för raffinering och slutligen stelnar i ingots i kristalliseringsområdet. Den stora fördelen med CHM-tekniken är att den kan bilda solidifieringsskal i väggen av kall ugnsbädd, och dess "viskösa zon" kan fånga HDD (High-density inclusions) såsom WC, Mo, Ta, etc. Under tiden raffineringszon förlängs kvarhållningstiden för partiklar med låg densitet (LDI) i högtemperaturvätska, vilket kan säkerställa fullständig upplösning av LDI för att effektivt avlägsna inklusionsfel. Det vill säga. Reningsmekanismen för kallhärdsmältning kan delas in i specifik gravitationsseparation och smältavskiljning.


3.1 elektronstrålkallhjältsmältande (EBCHM) elektronstrålsmältning (EB) är en process som använder energin hos höghastighetselektroner för att generera värme i själva materialet för smältning och raffinering. EB-ugn med kallhård kallas EBCHM. EBCHM har utmärkta funktioner som traditionell smältning inte gör:


(1) effektivt avlägsna tantal, molybden, volfram, volframkarbid och andra högdensitetsinklusioner (HDI) och titannitrid. Titanoxid och annan lågdensitetsintegration (LDI);


(2) kan acceptera en mängd olika utfodringsmetoder, återvinning av titanrest är relativt lätt, det vill säga att använda andra smältmetoder kan inte använda avfallet, kan fortfarande producera rena titanbensar, kraftigt sänka kostnaden för produkterna;


(3) det kan samplas direkt från metallvätskan för analys och analys;


(4) kan producera formad billet, minska produktionsprocessen, minska råmaterialkonsumtionen, förbättra avkastningen;


EBCHM har fortfarande följande nackdelar:


(1) smältning måste utföras under högvakuumförhållanden, så titansvamp med högkloridhalt inte kan smälta direkt;


(2) legeringselementen är flyktiga och svåra att kontrollera den kemiska kompositionen.


3,2 plasmasköld avundsjuka bäddsmältningsmetod (rör PCHM-metod )


PCHM-metoden ANVÄNDER plasmabågen genererad genom jonisering av inerta gaser som värmekälla och kan användas för att slutföra smältningen i ett stort tryckområde från lågvakuum till nära atmosfärstryck. Karakteristiken för denna metod är att den kan garantera legeringens sammansättning med olika ångtryck och det finns ingen uppenbar förmåga att förbättra egenskaperna hos den traditionella legeringen vid smältningsprocessen. För titan- och titanlegeringar kan idealisk ingot erhållas genom en smältning. Fördelarna med den moderna PCHM-metoden inkluderar:


(1) Investeringar i utrustning är låga, lätta att använda, säkra och tillförlitliga.


(2) kan använda olika typer och former av råmaterial, reståtervinningshastigheten är hög;


(3) för att säkerställa mångfalden av legeringskemisk sammansättning;


(4) realiseringen av dyra inertgasåtervinning, vilket minskar produktionskostnaderna. Nackdelen med PCHM-metoden är låg elektrisk effektivitet. EBCHM och PCHM har gemensamt förmågan att eliminera HDI och LDI. Den tidigare är lämpligare för smältning av rent titan. För legeringar är den senare lämpligare. I likhet med VAR-metoden kan ovannämnda två metoder uppnå ett brett spektrum av automatisk processtyrning, inklusive processparametrar (smälthastighet, fördelning av temperatur under smältning och stelning, förändring av kompositionen vid smältning, avlägsnande av olösliga inneslutningar etc.) och kvalitet .


4. Kallpottsmältningsmetod (CCM-metod för kort)


På 1980-talet utvecklade amerikanska ferrosilikonföretaget slaggfri induktionssmältningsprocess och tillämpade CCM-metod för industriproduktion, som användes för att producera titanbens och titan-precisionsgjutning. Under senare år, i vissa ekonomiskt utvecklade länder, har CCM-metoden börjat gå in i industriproduktionsskalan, med den maximala diameteren av ingot lm och längden på 2m, och dess utvecklingsutsikter är anmärkningsvärda. CCM-smältningsprocessen utförs i en metalldigel bestående av vattenkylda, bågformade block eller kopparrör som inte är ledande mot varandra. Den största fördelen med denna kombination är att klyftan mellan varje två kvarter är ett förbättrat magnetfält, och den starka omröringen som alstras av magnetfältet gör den kemiska sammansättningen och temperaturen konsekvent, vilket förbättrar produktkvaliteten. CCM-metoden kombinerar egenskaperna hos VAR-metoden och smältning av smältlindor av eldfasta material som kan få högkvalitativa ingots med likformig sammansättning och ingen smältförorening utan eldfasta material och utan att göra elektroder. Jämfört med VAR-metoden har CCM-metoden fördelarna med låg utrustningskostnad och enkel drift, men för närvarande är denna teknik fortfarande i utvecklingsstadiet.


5. Elektroslagsmältning (ESR)


ESR omvandlar elektrisk energi till värmeenergi med hjälp av kollisionen av laddade partiklar när en ström passerar genom en ledande elektroslag. Laddningen smälts och förädlas av värmeenergin som alstras av slaggresistansen. ESR-METOD ANVÄNDAR förbrukningselektroden för elektroslagsmältning i den inaktiva slaggen (CaF2), som kan direkt smältas och gjutas i ingotsnackor av samma form med bra ytkvalitet och lämpar sig för direkt bearbetning i nästa process. Fördelarna med denna lag är:


(1) Den kompletta koaxialiteten hos ESR-ugnen säkerställer repeterbarheten av ingotsgjutning med bästa kvalitet;


(2) axiell kristallisation av ingot, tät och likformig struktur;


(3) elektrodvägssystem och smältfrekvensstyrsystem med extremt hög precision;


(4) Utrustningen är enkel och enkel att använda. Nackdelen är att götet inte kan förorenas av slaggen.