Metodele de topire a aliajelor de titan sunt, în general, împărțite în: 1. Metoda de topire a cuptorului cu arc consumabil în vid; 2. Metoda de topire a cuptorului cu arc în vid neconsumabil; 3. Metoda de topire la vatra la rece; 4. Metoda de topire cu creuzet la rece; 5. Topirea cu zgură electrică cinci metode.
1. Metoda de topire a cuptorului cu arc consumabil în vid (denumită metoda VAR)
Odată cu dezvoltarea tehnologiei de vid și aplicarea computerelor, metoda VAR a devenit rapid o tehnologie de producție industrială matură pentru titan, iar majoritatea titanului de astăzi și lingourile sale de aliaj sunt produse prin această metodă. Caracteristicile principale ale metodei VAR sunt consumul redus de energie, rata mare de topire și reproductibilitatea de bună calitate. Lingourile topite prin metoda VAR au structură cristalografică bună și compoziție chimică uniformă. De obicei, lingoul finit trebuie obținut prin topirea metodei VAR. Sunt necesare cel puțin două retopiri. În producția de lingouri de titan prin metoda VAR, procesele utilizate de producătorii din întreaga lume sunt practic similare, iar diferența constă în utilizarea diferitelor metode și echipamente de preparare a electrozilor. Pregătirea electrozilor poate fi împărțită în trei categorii, una este utilizarea electrozilor integrali care sunt presați continuu pe porțiuni, eliminând procesul de sudare a electrozilor; celălalt este presarea electrozilor dintr-o singură bucată, care sunt croiți și sudați în electrozi consumabili. Și prin sudare cu arc cu plasmă cu argon sau sudare în vid pentru a suda într-una singură; a treia este utilizarea altor metode de topire pentru a pregăti electrozii turnați.
Caracteristicile tehnice și avantajele cuptoarelor moderne VAR avansate:
(1) Intrare de putere coaxială completă, adică coaxialitate completă pe înălțimea întregului corp al cuptorului, numită sursă de alimentare coaxială”, pentru a reduce apariția segregării;
(2) Calibrarea electrică în creuzet poate fi reglată fin pe axa X/axa Y;
(3) Are un sistem precis de cântărire a electrozilor, iar viteza de topire este controlată automat pentru a obține o topire cu viteză constantă. Calitate de topire garantată;
(4) Asigurarea repetabilității și consistenței fiecărei topiri;
(5) Flexibilitatea, adică un cuptor poate produce o varietate de tipuri de lingouri și lingoul la scară largă, care poate îmbunătăți foarte mult productivitatea;
(6) Are economie bună. Metoda „alimentare coaxială” poate evita scurgerea de polarizare magnetică cauzată de curentul de alimentare dezechilibrat al creuzetului. Atenuarea sau eliminarea efectelor adverse ale câmpurilor magnetice induse asupra produselor de topire. Și eficiența electrică este îmbunătățită, obținându-se astfel lingouri de calitate stabilă. Scopul „topirii cu viteză constantă” este de a îmbunătăți calitatea lingoului, prin sistemul de control electronic avansat și senzorul de greutate pentru a asigura lungimea constantă a arcului și rata de topire în timpul procesului de topire, astfel încât să controleze procesul de solidificare. Poate preveni eficient segregarea și poate asigura calitatea inerentă a lingoului. Pe lângă cele două caracteristici de mai sus, cuptorul modern VAR pentru topirea titanului realizează și cuptorul VAR la scară largă. Cuptorul modern VAR poate topi lingouri mari cu un diametru de 1,5 m și o greutate de 32 t. Metoda vAR este metoda standard de topire industrială pentru titan și aliaje moderne de titan. Există următoarele tehnologii care trebuie rezolvate. În primul rând, metoda de pregătire a electrodului. Procesul de pregătire a electrodului este foarte complicat. Este necesar să folosiți o presă scumpă pentru a presa burete de titan, aliajul intermediar și materialul rezidual de retur într-un electrod integral sau într-un singur declanșator electric mic. Un singur electrod trebuie, de asemenea, sudat într-un electrod consumabil. În același timp, pentru a asigura uniformitatea compoziției electrodului consumabil, este, de asemenea, necesară configurarea facilităților corespunzătoare, cum ar fi cârpă, cântărire și amestecare. În al doilea rând, există defecte metalurgice ocazionale, cum ar fi segregarea. Cum ar fi segregarea compoziției și segregarea solidificării. www.lh-ti.com a introdus că primul se datorează distribuției neuniforme a elementelor de impurități sau a elementelor de aliere în electrod. Acesta din urmă este cauzat de introducerea ocazională de incluziuni de înaltă densitate (HDI) și incluziuni de joasă densitate (LDI) în materii prime sau proces, iar aceste incluziuni nu pot fi dizolvate complet în timpul procesului de topire. Conduce la generarea de defecte metalurgice, cum ar fi incluziuni extrem de dăunătoare.
2. Metoda de topire a cuptorului cu arc cu arc neconsumabil (metoda Jian Mi NC)
În prezent, electrodul de cupru răcit cu apă a înlocuit placarea cu tungsten-toriu sau placarea cu grafit în etapa inițială a industriei de titan, rezolvând problema poluării industriale, astfel încât metoda NC a devenit o metodă importantă pentru topirea titanului și a titanului. aur. Cuptoarele NC funcționează deja în Europa și America. Există două tipuri de electrozi de cupru răciți cu apă: unul se rotește automat; celălalt este câmpul magnetic rotativ, al cărui scop este acela de a împiedica arcul să ardă electrodul. Cuptoarele NC pot fi, de asemenea, împărțite în două tipuri: unul este de a topi materiile prime într-un creuzet de cupru răcit cu apă și turnat în lingouri într-o matriță de cupru răcită cu apă; celălalt este să turnați continuu materii prime într-un creuzet de cupru răcit cu apă, să topești și să se solidifice. Avantajele topirii NC sunt: 1. Procesul de presare a electrozilor si electrozilor de sudare poate fi omis; 2. Arcul poate rămâne mult timp pe material, îmbunătățind astfel omogenizarea compoziției lingoului; 3. Materiile prime de diferite forme și dimensiuni pot fi utilizate în timpul procesului de topire, 100% material rezidual poate fi, de asemenea, adăugat pentru a realiza reciclarea titanului. Ca proces de topire, metoda NC este destul de benefică în ceea ce privește îmbunătățirea ratei de recuperare a materialelor reziduale și reducerea costurilor. De obicei, cuptoarele NC și cuptoarele VAR sunt utilizate în combinație pentru a profita din plin de avantajele lor respective.
3. Metoda de topire la focar rece (denumită metoda CHM)
Defectele de includere metalurgică a lingourilor de titan și aliaje de titan cauzate de poluarea materiilor prime și de procesul anormal de topire au afectat întotdeauna aplicarea titanului și aliajelor de titan în domeniul aerospațial. Pentru a elimina incluziunile metalurgice din piesele rotative ale motoarelor de aeronave din aliaj de titan, a luat fiinta tehnologia de topire cu vatra rece. Cea mai mare caracteristică a metodei CHM este separarea proceselor de topire, rafinare și solidificare, adică încărcătura topită este mai întâi topită după ce intră în focarul de ling, apoi intră în zona de rafinare a focarului rece pentru rafinare și în cele din urmă se solidifică. în lingouri în zona de cristalizare. Avantajul semnificativ al tehnologiei CHM este că pe peretele patului vatră rece se poate forma o crustă de condens, iar „zona vâscoasă” a acesteia poate capta incluziuni de înaltă densitate (HDI) precum WC, Mo, Ta etc. în același timp, în zona de rafinare, incluziuni cu densitate scăzută. Timpul de rezidență prelungit al particulelor (LDI) în lichidul la temperatură înaltă poate asigura dizolvarea completă a LDI, eliminând astfel eficient defectele de incluziune. Adică. Mecanismul de purificare al topirii la focar la rece poate fi împărțit în două tipuri: separare gravitațională și separare prin topire.
3.1 Metoda de topire cu vatră rece cu fascicul de electroni (EBCHM pe scurt) Topirea cu fascicul de electroni (EB pe scurt) este un proces în care energia electronilor de mare viteză este utilizată pentru a face ca materialul în sine să genereze căldură pentru topire și rafinare. Un cuptor EB cu focar rece se numește EBCHM. Metoda EBCHM are funcții excelente pe care metoda tradițională de topire nu le are:
(1) Îndepărtați eficient incluziunile de înaltă densitate (HDI) cum ar fi tantalul, molibdenul, wolframul, carbura de tungsten și nitrura de titan. Incluziuni cu densitate joasă (LDI) cum ar fi oxidul de titan;
(2) Poate accepta o varietate de metode de alimentare, iar recuperarea reziduurilor de titan este relativ ușoară, adică pot fi utilizate resturi care nu pot fi utilizate prin alte metode de topire și pot fi încă obținute lingouri de titan pur, ceea ce reduce foarte mult costul produsului;
(3) Poate fi prelevat direct din lichidul metalic pentru analiză și testare;
(4) Poate produce lingouri cu forme speciale, poate reduce procesul de producție, poate reduce consumul de materii prime și poate îmbunătăți randamentul;
Metoda EBCHM are, de asemenea, următoarele dezavantaje:
(1) Topirea trebuie efectuată în condiții de vid înalt, astfel încât titanul burete cu conținut ridicat de clorură nu poate fi utilizat pentru topirea directă;
(2) Elementele din aliaj sunt volatile și compoziția chimică dificil de controlat.
3.2 Metoda de topire în strat rece cu plasmă (numită metodă PCHM)
Metoda PCHM folosește arcul de plasmă generat de ionizarea gazului inert ca sursă de căldură și poate finaliza topirea într-un interval larg de presiune de la vid scăzut până la presiunea atmosferică aproape. Caracteristica notabilă a acestei metode este că poate asigura componente din aliaj cu diferite presiuni de vapori și nu există nicio diferență evidentă în procesul de topire. Această metodă are capacitatea de a îmbunătăți proprietățile tradiționale ale metalului și poate realiza topirea aliajelor diversificate. Este o metodă mai economică decât metodele tradiționale de topire. metoda de topire. Folosind această metodă pentru topire, pentru titan și aliaje de titan, se pot obține lingouri ideale într-o singură topire. Avantajele metodei moderne PCHM sunt:
①Investiția în echipamente este scăzută, ușor de operat, sigură și fiabilă;
② Pot fi utilizate diferite tipuri și forme de materii prime, iar rata de recuperare a materialelor reziduale este ridicată;
③ Asigurați compoziția chimică a aliajelor diversificate;
④ Realizați recuperarea și reutilizarea costisitoare a gazului inert, reducând costurile de producție. Dezavantajul metodei PCHM este eficiența electrică scăzută. EBCHM și PCHM sunt similare prin aceea că ambele pot elimina HDI și LDI. În general, primul este mai potrivit pentru topirea titanului pur; pentru aliaje, acesta din urmă este mai potrivit. La fel ca metoda VAR, cele două metode de mai sus realizează o gamă largă de control al automatizării procesului, incluzând parametrii procesului (viteza de topire, distribuția temperaturii în timpul topirii și solidificării, modificări ale compoziției în timpul topirii, gradul de îndepărtare a incluziunilor insolubile etc.) și calitate. . .
4. Metoda de topire a creuzetului la rece (metoda CCM pe scurt)
În anii 1980, compania American Ferrosilicon a dezvoltat procesul de topire prin inducție fără zgură și a împins metoda CCM în aplicații de producție industrială pentru producția de lingouri de titan și piese turnate de precizie de titan. În ultimii ani, în unele țări dezvoltate economic, metoda CCM a început să intre pe scara producției industriale. Diametrul maxim al lingoului este de 1 m, iar lungimea este de 2 m, iar perspectiva lui de dezvoltare este atrăgătoare. Procesul de topire al metodei CCM se desfășoară într-un creuzet metalic care este o combinație de blocuri de arc răcite cu apă sau tuburi de cupru care nu sunt conductoare între ele. Cel mai mare avantaj al acestei combinații este că decalajul dintre fiecare două blocuri este un câmp magnetic îmbunătățit și este generat un câmp magnetic puternic. Agitația aliniază compoziția chimică și temperatura, ceea ce îmbunătățește calitatea produsului. Metoda CCM combină caracteristicile metodei VAR și topirea prin inducție în creuzet a materialelor refractare. Nu necesită materiale refractare sau electrozi pentru a obține lingouri de înaltă calitate, cu compoziție uniformă și fără poluare a creuzetului. În comparație cu metoda VAR, metoda CCM are avantajele costului redus al echipamentului și exploatării simple, dar din punctul de vedere actual tehnologia este încă în stadiu de dezvoltare.
5. Metoda de topire cu zgură electrică (denumită metodă ESR)
Metoda ESR convertește energia electrică în energie termică utilizând ciocnirea particulelor încărcate atunci când un curent electric trece prin electrozgura conductivă. Adică, energia termică generată de rezistența la zgură este folosită pentru a topi și rafina încărcătura. Metoda ESR folosește electrozi consumabili pentru topirea electrozgurii în zgură inactivă (CaF2), care poate fi turnat direct în lingouri de aceeași formă și are o calitate bună a suprafeței, care este potrivită pentru prelucrarea directă în procesul următor. Avantajele acestei metode sunt:
(1) Coaxialitatea completă a cuptorului ESR asigură repetabilitatea lingourilor de cea mai bună calitate;
(2) Lingoul este cristalizat în direcția axială, iar structura este densă și uniformă;
(3) Sistem de cântărire a electrozilor și sistem de control al ratei de topire cu o precizie extrem de ridicată;
(4) Echipamentul este simplu și operarea este convenabilă. Dezavantajul este că contaminarea lingoului cu zgură nu poate fi drenată.
Contactați-ne pentru mai multe informații. Mulțumesc
Nicole
Companie: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Țara: China
Adăugați: drumul Baoti, Jintai, orașul Baoji, Shaanxi, China
Cel: plus 86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Site: www.jm-titanium.com
