Методы плавки титановых сплавов обычно делятся на: 1. Метод плавки в вакуумной дуговой печи; 2. Нерасходуемый метод плавки в вакуумной дуговой печи; 3. Метод холодной плавки; 4. Метод холодной тигельной плавки; 5. Электрошлаковая плавка пятью способами.
1. Метод плавления в вакуумной дуговой печи с расходуемым материалом (называемый методом ВДП)
С развитием вакуумной технологии и применением компьютеров метод ВДП быстро стал зрелой технологией промышленного производства титана, и большая часть сегодняшних слитков титана и его сплавов производится с использованием этого метода. Существенными особенностями метода VAR являются низкое энергопотребление, высокая скорость плавления и хорошая воспроизводимость качества. Слитки, выплавленные методом ВДП, имеют хорошую кристаллографическую структуру и однородный химический состав. Обычно готовый слиток следует получать методом ВДП. Требуется не менее двух переплавок. При производстве титановых слитков методом ВДП процессы, применяемые производителями во всем мире, в основном схожи, а отличие заключается в использовании разных методов подготовки электродов и оборудования. Подготовку электродов можно разделить на три категории: одна — использование цельных электродов, которые непрерывно прижимаются порциями, исключая процесс электродной сварки; другой - прессование штучных электродов, которые изготавливаются по индивидуальному заказу и свариваются в плавящиеся электроды. И с помощью плазменной аргонно-дуговой сварки или вакуумной сварки для сварки в одно целое; в-третьих, использовать другие методы плавки для изготовления литых электродов.
Технические особенности и преимущества современных передовых печей ВАР:
(1) Полная коаксиальная подводимая мощность, то есть полная соосность по высоте всего корпуса печи, называемая коаксиальным источником питания, для уменьшения возникновения сегрегации;
(2) Электрическая калибровка в тигле может быть точно настроена по оси X/Y;
(3) Он имеет точную систему взвешивания электродов, а скорость плавления регулируется автоматически для достижения постоянной скорости плавления. Гарантированное качество плавки;
(4) Обеспечить повторяемость и согласованность каждой плавки;
(5) гибкость, то есть одна печь может производить различные типы слитков и крупногабаритные слитки, что может значительно повысить производительность;
(6) Он имеет хорошую экономичность. Метод «коаксиального источника питания» позволяет избежать утечки магнитного смещения, вызванной несбалансированным током питания тигля. Ослабление или устранение неблагоприятного воздействия наведенных магнитных полей на продукты плавки. Повышается электрический КПД, что позволяет получать слитки стабильного качества. Целью «плавки с постоянной скоростью» является улучшение качества слитка с помощью усовершенствованной электронной системы управления и датчика веса, чтобы обеспечить постоянную длину дуги и скорость плавления во время процесса плавки, чтобы контролировать процесс затвердевания. Он может эффективно предотвратить сегрегацию и обеспечить неизменное качество слитка. В дополнение к двум вышеперечисленным характеристикам современная печь ВДП для выплавки титана также реализует крупномасштабную печь ВДП. Современная печь ВАР может выплавлять крупные слитки диаметром 1,5 м и весом 32 т. Метод vAR является стандартным промышленным методом плавки современного титана и титановых сплавов. Существуют следующие технологии, которые необходимо решить. Во-первых, метод подготовки электродов. Процесс подготовки электродов очень сложен. Необходимо использовать дорогой пресс для прессования губчатого титана, промежуточного сплава и возвратного остаточного материала в цельный электрод или один небольшой электрический триггер. Одиночный электрод также необходимо приварить к плавящемуся электроду. В то же время, чтобы обеспечить однородность состава расходуемого электрода, также необходимо настроить соответствующие средства, такие как ткань, взвешивание и перемешивание. Во-вторых, иногда встречаются металлургические дефекты, такие как сегрегация. Такие как сегрегация состава и сегрегация затвердевания. www.lh-ti.com сообщил, что первое связано с неравномерным распределением примесей или легирующих элементов в электроде. Последнее вызвано случайным введением в сырье или процесс включений высокой плотности (HDI) и включений низкой плотности (LDI), и эти включения не могут быть полностью растворены в процессе плавки. Приводят к образованию металлургических дефектов, таких как крайне вредные включения.
2. Метод плавки в вакуумной дуговой печи нерасходуемого материала (метод Jian Mi NC)
В настоящее время медный электрод с водяным охлаждением заменил гальваническое покрытие вольфрам-торием или графитовое гальванопокрытие на начальном этапе титановой промышленности, решив проблему промышленного загрязнения, так что метод NC стал важным методом плавки титана и титана. золото. Печи с ЧПУ уже работают в Европе и Америке. Существует два типа медных электродов с водяным охлаждением: один самовращающийся; другой - вращающееся магнитное поле, цель которого - предотвратить прожигание электрода дугой. Печи с ЧПУ также можно разделить на два типа: один предназначен для плавки сырья в медном тигле с водяным охлаждением и отливки слитков в медной кристаллизаторе с водяным охлаждением; другой - непрерывно заливать сырье в медный тигель с водяным охлаждением, плавить и затвердевать. Преимущества плавки с ЧПУ: 1. Можно отказаться от процесса прессования электродов и сварочных электродов; 2. Дуга может оставаться на материале в течение длительного времени, тем самым улучшая гомогенизацию состава слитка; 3. Сырье различных форм и размеров может быть использовано в процессе плавки, также может быть добавлен 100-процентный остаточный материал для повторного использования титана. В качестве процесса плавки метод NC весьма выгоден с точки зрения повышения степени извлечения остаточных материалов и снижения затрат. Обычно печи NC и печи VAR используются в комбинации, чтобы в полной мере использовать их соответствующие преимущества.
3. Метод плавки с холодным подом (называемый методом CHM)
Дефекты металлургических включений в слитках титана и титановых сплавов, вызванные загрязнением сырья и аномальным процессом плавки, всегда влияли на применение титана и титановых сплавов в аэрокосмической области. Для устранения металлургических включений во вращающихся деталях авиадвигателей из титановых сплавов возникла технология плавки с холодным подом. Самой большой особенностью метода CHM является разделение процессов плавления, рафинирования и затвердевания, то есть расплавленная шихта сначала плавится после поступления в горн, а затем поступает в зону рафинирования холодного горна для рафинирования и, наконец, затвердевает. в слитки в зоне кристаллизации. Существенным преимуществом технологии КГМ является то, что на стенке пласта холодного горна может образовываться конденсатная корка, а в его «вязкой зоне» могут захватываться высокоплотные включения (ВПВ) типа WC, Mo, Ta и т.д. В то же время в зоне рафинирования присутствуют включения с низкой плотностью. Увеличенное время пребывания частиц (LDI) в высокотемпературной жидкости может обеспечить полное растворение LDI, тем самым эффективно удаляя дефекты включений. То есть. Механизм очистки плавки с холодным подом можно разделить на два типа: гравитационное разделение и плавильное разделение.
3.1 Метод электронно-лучевой плавки с холодным подом (сокращенно EBCHM) Электронно-лучевая плавка (сокращенно EB) представляет собой процесс, в котором энергия высокоскоростных электронов используется для того, чтобы сам материал вырабатывал тепло для плавки и рафинирования. Электропечь с холодным подом называется ЭЛППЕ. Метод ЭЛППЕ обладает превосходными функциями, которых нет у традиционного метода плавки:
(1) Эффективно удалять включения высокой плотности (HDI), такие как тантал, молибден, вольфрам, карбид вольфрама и нитрид титана. Включения низкой плотности (LDI), такие как оксид титана;
(2) Он может принимать различные методы подачи, и извлечение остатков титана относительно легко, то есть можно использовать лом, который нельзя использовать другими методами плавки, и все же можно получить слитки чистого титана, что значительно снижает стоимость продукта;
(3) Его можно напрямую брать из металлической жидкости для анализа и тестирования;
(4) Он может производить слитки специальной формы, сокращать производственный процесс, сокращать потребление сырья и повышать производительность;
Метод ЭЛППЕ также имеет следующие недостатки:
(1) Плавка должна проводиться в условиях высокого вакуума, поэтому губчатый титан с высоким содержанием хлоридов нельзя использовать для прямой плавки;
(2) Элементы сплава летучи, и их химический состав трудно контролировать.
3.2 Плазменный метод плавки в холодном слое (называемый методом PCHM)
Метод PCHM использует плазменную дугу, генерируемую ионизацией инертного газа, в качестве источника тепла, и может выполнять плавку в широком диапазоне давлений от низкого вакуума до давления, близкого к атмосферному. Примечательной особенностью этого метода является то, что он может обеспечить компоненты сплава с разным давлением паров, и нет очевидной разницы в процессе плавки. Этот метод имеет возможность улучшить традиционные свойства металла и может осуществлять выплавку разнообразных сплавов. Это более экономичный метод, чем традиционные методы плавки. метод плавки. Используя этот метод плавки, для титана и титановых сплавов можно получить идеальные слитки за одну плавку. Преимуществами современного метода ПЧМ являются:
① Инвестиции в оборудование невелики, просты в эксплуатации, безопасны и надежны;
② Могут использоваться различные типы и формы сырья, а степень извлечения остаточных материалов высока;
③ Обеспечить химический состав разнообразных сплавов;
④ Реализовать дорогостоящее восстановление и повторное использование инертного газа, что снижает производственные затраты. Недостатком метода ПЧМ является низкий электрический КПД. EBCHM и PCHM похожи тем, что оба могут устранить HDI и LDI. Как правило, первый больше подходит для плавки чистого титана; для сплавов больше подходит последний. Как и метод ВАР, указанные выше два метода реализуют широкий спектр автоматизации управления технологическим процессом, в том числе параметрами процесса (скорость плавления, распределение температуры при плавке и затвердевании, изменение состава при плавке, степень удаления нерастворимых включений и т.д.) и качество . .
4. Метод плавки в холодном тигле (сокращенно метод CCM)
В 1980-х годах американская компания Ferrosilicon Company разработала процесс индукционной плавки без шлака и внедрила метод CCM в промышленное производство для производства титановых слитков и прецизионных отливок из титана. В последние годы в некоторых экономически развитых странах метод МНЛЗ стал входить в масштабы промышленного производства. Максимальный диаметр слитка составляет 1 м, а длина - 2 м, и перспективы его развития привлекательны. Процесс плавки методом МНЛЗ осуществляется в металлическом тигле, представляющем собой комбинацию водоохлаждаемых дуговых блоков или медных труб, не проводящих друг друга. Самым большим преимуществом этой комбинации является то, что зазор между каждыми двумя блоками представляет собой усиленное магнитное поле, и создается сильное магнитное поле. Перемешивание выравнивает химический состав и температуру, что улучшает качество продукта. Метод МНЛ сочетает в себе характеристики метода ВАР и тигельной индукционной плавки тугоплавких материалов. Не требует огнеупорных материалов или электродов для получения качественных слитков с однородным составом и отсутствием загрязнения тигля. По сравнению с методом VAR метод CCM имеет преимущества низкой стоимости оборудования и простоты эксплуатации, но с текущей точки зрения технология все еще находится в стадии разработки.
5. Метод электрошлаковой плавки (называемый методом ЭШП)
Метод ЭШП преобразует электрическую энергию в тепловую путем использования столкновения заряженных частиц при прохождении электрического тока через проводящий электрошлак. То есть тепловая энергия, вырабатываемая шлакостойкостью, используется для расплавления и рафинирования шихты. В методе ЭШП используются расходуемые электроды для электрошлаковой плавки в неактивном шлаке (CaF2), которые могут быть непосредственно отлиты в слитки той же формы и имеют хорошее качество поверхности, пригодное для непосредственной обработки в следующем процессе. Преимущества этого метода:
(1) Полная соосность печи ЭШП обеспечивает повторяемость слитков наилучшего качества;
(2) слиток кристаллизуется в осевом направлении, структура плотная и однородная;
(3) Система взвешивания электродов и система контроля скорости плавки с чрезвычайно высокой точностью;
(4) Оборудование простое и удобное в эксплуатации. Недостатком является то, что загрязнение слитка шлаком невозможно слить.
Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации. Спасибо
Николь
Компания: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd.
Страна: Китай
Добавить: Баоти-роуд, Цзиньтай, город Баоцзи, Шэньси, Китай
Цел.: плюс 86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Веб-сайт: www.jm-titanium.com
