Metódy tavenia titánových tyčí a tyčových materiálov z titánových zliatin

Metódy tavenia zliatiny titánu: metóda tavenia vákuovou spotrebnou elektrickou oblúkovou pecou (označovaná ako metóda VAR), metóda tavenia v nespotrebiteľnej vákuovej oblúkovej peci (metóda Jianni NC), metóda tavenia v studenej nísteji (označovaná ako metóda CHM), metóda tavenia v studenej nádobe ((označovaná ako metóda CCM), metóda elektrotroskového tavenia (označovaná ako metóda ESR).
1. Metóda tavenia vákuovej spotrebnej elektrickej oblúkovej pece (označovaná ako metóda VAR)
S rozvojom vákuovej technológie a aplikáciou počítačov sa metóda VAR rýchlo stala vyspelou priemyselnou technológiou výroby titánu. Väčšina dnešného titánu a ingotov z jeho zliatin sa vyrába touto metódou. Hlavnými znakmi metódy VAR sú nízka spotreba energie, vysoká rýchlosť tavenia a dobrá kvalita reprodukovateľnosti. Ingot roztavený metódou VAR má dobrú kryštálovú štruktúru a jednotné chemické zloženie.
Technické vlastnosti a výhody moderných pokrokových pecí VAR:
(1) Plný koaxiálny príkon, čo znamená úplnú súosovosť po celej výške pece, sa nazýva koaxiálne napájanie, čo znižuje výskyt segregácie;
(2) Elektrickú kalibráciu vo vnútri téglika možno jemne doladiť v smere osi X/osi Y.
(3) Má presný systém váženia elektród na dosiahnutie konštantnej rýchlosti tavenia. Zabezpečuje nielen kvalitu tavenia, ale aj opakovateľnosť a konzistenciu každého tavenia.
(4) Flexibilita, to znamená, že jedna pec môže produkovať rôzne typy ingotov a zväčšiť veľkosť ingotov, čo môže výrazne zvýšiť produktivitu.

(5) Má dobrú hospodárnosť.
Metóda "koaxiálneho napájania" môže zabrániť magnetickému úniku spôsobenému nevyváženým napájacím prúdom téglika, oslabiť alebo eliminovať nepriaznivé účinky indukovaného magnetického poľa na taviace produkty a zlepšiť elektrickú účinnosť, čím sa získajú ingoty so stabilnou kvalitou.
Moderné pece VAR dokážu taviť veľké ingoty s priemerom 1,5 m a hmotnosťou 32 t. Je potrebné vyriešiť technické problémy: po prvé, spôsob prípravy elektródy. Proces prípravy elektródy je veľmi ťažkopádny. Na roztavenie titánu a predzliatiny je potrebný drahý lis. A vrátený zvyškový materiál sa vtlačí do pevnej elektródy alebo jedného malého elektrického kľúča. Jedna elektróda musí byť tiež privarená do spotrebnej elektródy. Súčasne, aby sa zabezpečila jednotnosť zloženia spotrebnej elektródy, je tiež potrebné nakonfigurovať tkaninu, váženie, miešanie atď. Zodpovedajúce zariadenia. Po druhé, existujú občasné metalurgické defekty, ako je segregácia, ako je segregácia kompozície a segregácia tuhnutia. Prvý z nich je spôsobený nerovnomerným rozložením prvkov nečistôt alebo legujúcich prvkov v elektróde, ktorá stuhne skôr, ako sa rozdelenie môže vyrovnať počas tavenia; toto je spôsobené príležitostným zavádzaním vysokohustotných inklúzií (HDI) a nízkohustotných inklúzií (HDI) do surovín alebo procesov. LDI), tieto inklúzie sa počas procesu tavenia nedajú úplne rozpustiť, čo vedie k mimoriadne škodlivým inklúziám a iným metalurgickým defektom.
2. Metóda tavenia vákuovej elektrickej oblúkovej pece bez spotreby (metóda Jianmi NC)
V súčasnosti vodou chladené medené elektródy nahradili volfrámovo-tóriové titánové elektródy alebo grafitové elektródy v počiatočnom štádiu titánového priemyslu, čím sa vyriešil problém priemyselného znečistenia, čím sa metóda NC stala dôležitou metódou na tavenie titánu a titánu. Niekoľko ton NC Pec už funguje v Európe a Spojených štátoch.
Výhody tavenia metódou NC sú:
(1) Proces lisovania elektród a zváracích elektród je možné vynechať;
(2) Môže spôsobiť, že oblúk zostane na materiáli dlhú dobu, čím sa zlepší rovnomernosť zloženia ingotu;
(3) Môžu sa použiť suroviny rôznych tvarov a veľkostí a počas procesu tavenia je možné pridať 100% zvyškové materiály na realizáciu recyklácie titánu. Ako jednorazová tavba je metóda NC celkom výhodná z hľadiska zlepšenia miery výťažnosti zvyškových materiálov a zníženia nákladov. Zvyčajne sa pece NC a pece VAR používajú v spojení, aby sa naplno využili ich príslušné výhody.
3. Metóda tavenia v studenom ohnisku (skrátene metóda CHM)
Poruchy metalurgických inklúzií v ingotoch titánu a titánových zliatin spôsobené kontamináciou surovín a abnormálnymi procesmi tavenia vždy ovplyvňovali použitie titánu a titánových zliatin v oblasti letectva. Aby sa eliminovali metalurgické inklúzie v rotačných častiach leteckých motorov z titánovej zliatiny, vznikla technológia tavenia v studenom ohnisku. Najväčšou vlastnosťou metódy CHM je oddelenie procesov tavenia, rafinácie a tuhnutia, to znamená, že roztavená vsádzka vstupuje do studenej nísteje a je najprv roztavená, potom vstupuje do rafinačnej oblasti studenej nísteje na rafináciu a nakoniec tuhne na ingoty. v oblasti kryštalizácie.