Lima kaedah peleburan biasa untuk aloi titanium

Aloi titanium digunakan secara meluas dalam pelbagai industri kerana sifatnya yang sangat baik, seperti nisbah kekuatan-kepada-berat yang tinggi, rintangan kakisan, dan biokompatibiliti. Walau bagaimanapun, takat lebur tinggi aloi titanium memberikan cabaran pemprosesan. Kaedah peleburan aloi titanium secara amnya dibahagikan kepada: 1. Kaedah peleburan relau arka elektrik guna vakum; 2. Kaedah peleburan relau arka elektrik vakum yang tidak boleh digunakan; 3. Kaedah peleburan perapian sejuk; 4. kaedah peleburan periuk sejuk; 5. Kaedah peleburan elektroslag. Lima kaedah.

1. Kaedah lebur relau arka elektrik guna vakum (dirujuk sebagai kaedah VAR)
Ia adalah proses metalurgi termaju yang digunakan untuk penghasilan logam dan aloi ketulenan tinggi. Kaedah ini digunakan terutamanya untuk meningkatkan ketulenan dan keseragaman bahan, dan biasanya digunakan untuk menghasilkan aloi khas berkualiti tinggi, aloi aluminium dan bahan logam permintaan tinggi yang lain. Dengan perkembangan teknologi vakum dan aplikasi komputer, kaedah VAR telah menjadi teknologi pengeluaran industri yang matang untuk titanium. Kebanyakan titanium hari ini dan jongkong aloinya dihasilkan menggunakan kaedah ini. Ciri-ciri utama kaedah VAR ialah penggunaan kuasa yang rendah, kelajuan lebur yang tinggi dan kebolehulangan kualiti yang baik. Jongkong yang dicairkan dengan kaedah VAR mempunyai struktur kristal yang baik dan komposisi kimia yang seragam. Biasanya, jongkong siap harus dicairkan dengan kaedah VAR. Sekurang-kurangnya dua relt diperlukan. Kaedah VAR digunakan untuk menghasilkan jongkong titanium. Proses yang digunakan oleh pengeluar di seluruh dunia pada dasarnya adalah serupa. Perbezaannya terletak pada penggunaan kaedah dan peralatan penyediaan elektrod yang berbeza. Penyediaan elektrod boleh dibahagikan kepada tiga kategori utama. Salah satunya ialah elektrod integral yang ditekan secara berterusan dengan menambah bahan dalam bahagian, menghapuskan proses kimpalan elektrod; yang satu lagi ialah elektrod keping tunggal yang ditekan dan dikimpal menjadi elektrod boleh guna. Dan dikimpal bersama melalui kimpalan arka argon plasma atau kimpalan vakum; ketiga, gunakan kaedah peleburan lain untuk menyediakan elektrod tuang.
Sebagai tambahan kepada dua ciri di atas, relau VAR moden untuk peleburan titanium juga telah merealisasikan relau VAR berskala besar. Relau VAR moden boleh mencium jongkong besar dengan diameter 1.5m dan berat 32t.
Kaedah vAR ialah kaedah peleburan industri standard untuk aloi titanium dan titanium moden.

2. Kaedah lebur relau arka elektrik vakum yang tidak boleh digunakan (kaedah Jianni NC)
Persekitaran vakum Seperti relau arka elektrik boleh guna, kaedah CNC juga dilakukan dalam persekitaran vakum. Dengan menyedut udara dan gas dalam relau, keadaan vakum yang tinggi dicipta untuk mengurangkan pencemaran udara dan oksigen secara beransur-ansur dan memastikan pengeluaran bahan aloi berkualiti tinggi.
Elektrod Dalam pemesinan CNC, elektrod yang digunakan biasanya tidak boleh digunakan dan biasanya diperbuat daripada tungsten atau bahan takat lebur tinggi yang lain. Elektrod ini adalah stabil dan mampu menahan suhu tinggi dan nyahcas arka tenaga tinggi tanpa dimakan.
Arka berlaku dengan memasukkan arus elektrik, biasanya menggunakan dua elektrod, menghasilkan nyahcas arka. Arka ini sangat panas dan boleh memanaskan bahan pada suhu melebihi takat leburnya.
Peleburan bahan Di bawah tindakan arka, bahan dipanaskan pada suhu yang cukup tinggi untuk menyala dan cair. Oleh kerana elektrod tidak boleh habis digunakan, elektrod itu sendiri tidak digunakan dan oleh itu boleh digunakan secara berterusan.
Penyediaan aloi: Selepas bahan cair, aloi yang diperlukan boleh disediakan dengan melaraskan keamatan arka, suhu dalam relau dan komposisi aloi. Ini menjadikan kaedah NC sangat sesuai untuk menyediakan aloi dengan ketepatan tinggi dan kawalan komposisi tepat.
Sebagai satu kali peleburan, kaedah NC agak berfaedah dari perspektif meningkatkan kadar pemulihan bahan sisa dan mengurangkan kos. Biasanya, relau NC dan relau VAR digunakan bersama-sama untuk memberikan permainan penuh kepada kelebihan masing-masing. Kaedah NC biasanya digunakan dalam makmal penyelidikan dan untuk menyediakan bahan khusus kerana ia menyediakan tahap kawalan bahan dan fleksibiliti penyediaan yang tinggi. Walau bagaimanapun, berbanding dengan relau arka elektrik yang boleh digunakan, kos peralatan dan operasi kaedah NC adalah lebih tinggi, jadi ia digunakan terutamanya dalam aplikasi yang memerlukan ketepatan tinggi dan kawalan komponen yang tepat, seperti aeroangkasa, tenaga, elektronik, dll.

3. Kaedah peleburan perapian sejuk (pendek kata kaedah CHM)
Kecacatan kemasukan metalurgi dalam jongkong aloi titanium dan titanium yang disebabkan oleh pencemaran bahan mentah dan proses peleburan yang tidak normal sentiasa menjejaskan penggunaan aloi titanium dan titanium dalam bidang aeroangkasa. Untuk menghapuskan kemasukan metalurgi dalam bahagian berputar enjin pesawat aloi titanium, teknologi peleburan perapian sejuk telah wujud.
Ciri terbesar kaedah CHM ialah pemisahan proses lebur, penapisan dan pemejalan, iaitu, cas lebur memasuki perapian sejuk dan mula-mula cair, kemudian memasuki kawasan penapisan perapian sejuk untuk penapisan, dan akhirnya menjadi pepejal menjadi jongkong di kawasan penghabluran. Kelebihan ketara teknologi CHM ialah ia boleh membentuk cangkang pemeluwapan pada dinding perapian sejuk. "Zon likat"nya boleh menangkap kemasukan berketumpatan tinggi (HDI) seperti WC, Mo, Ta, dsb. Pada masa yang sama, dalam zon penapisan, kemasukan berketumpatan rendah Masa tinggal lanjutan zarah (LDI) dalam tinggi- cecair suhu boleh memastikan pembubaran LDI sepenuhnya, dengan itu berkesan menghapuskan kecacatan kemasukan. Maksudnya. Mekanisme penulenan peleburan perapian sejuk boleh dibahagikan kepada dua jenis: pemisahan graviti dan pemisahan lebur.

4. Kaedah peleburan pijar sejuk (dirujuk sebagai kaedah CCM)
Pada 1980-an, Syarikat Ferrosilicon Amerika membangunkan proses lebur aruhan bebas sanga dan mempromosikan kaedah CCM kepada aplikasi pengeluaran perindustrian untuk pengeluaran jongkong titanium dan tuangan ketepatan titanium. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, di beberapa negara maju dari segi ekonomi, kaedah CCM telah mula memasuki skala pengeluaran perindustrian. Diameter maksimum jongkong ialah 1 m dan panjangnya ialah 2 m. Prospek pembangunannya menarik perhatian. Proses pencairan CCM dijalankan dalam mangkuk logam yang terdiri daripada blok berbentuk arka yang disejukkan air atau tiub kuprum yang tidak konduktif antara satu sama lain. Kelebihan terbesar gabungan ini ialah jurang antara setiap dua blok adalah medan magnet yang dipertingkatkan, dan medan magnet kuat yang dijana Pengacau membawa komposisi kimia dan suhu menjadi konsisten, dengan itu meningkatkan kualiti produk. Kaedah CCM menggabungkan ciri-ciri kaedah VAR dan peleburan aruhan pijar bahan refraktori. Ia tidak memerlukan bahan refraktori dan elektrod, dan boleh mendapatkan jongkong berkualiti tinggi dengan komposisi seragam dan tiada pencemaran pijar dalam satu proses lebur. Berbanding dengan kaedah VAR, kaedah CCM mempunyai kelebihan kos peralatan yang rendah dan operasi yang mudah, tetapi pada masa ini, teknologi ini masih dalam peringkat pembangunan.
5. Kaedah peleburan elektroslag (pendek kata kaedah ESR)
Kaedah ESR menggunakan perlanggaran zarah bercas apabila arus elektrik melalui electroslag konduktif untuk menukar tenaga elektrik kepada tenaga haba. Ia adalah proses peleburan dan penapisan logam, sering digunakan untuk peleburan suhu tinggi dan penapisan logam dan aloi takat lebur tinggi, seperti keluli, nikel, molibdenum, niobium, dll. Ia menggunakan tenaga haba yang dihasilkan oleh rintangan sanga untuk mencairkan dan menapis cas. Kaedah ESR menggunakan elektrod boleh guna untuk pencairan elektroslag dalam sanga tidak aktif (CaF2). Ia boleh terus dibuang ke dalam jongkong bentuk yang sama dan mempunyai kualiti permukaan yang baik, menjadikannya sesuai untuk pemprosesan terus dalam proses seterusnya. Langkah-langkah umum kaedah peleburan elektroslag:
Mengecas: Memuatkan logam atau aloi untuk dicairkan dan ditapis ke dalam relau. Bahan-bahan ini biasanya dimasukkan ke dalam relau dalam ketulan atau ketulan.

Arka Pencucuhan: Arka elektrik dicipta di bahagian atas relau oleh dua elektrod (biasanya elektrod karbon). Suhu tinggi yang dihasilkan oleh arka memanaskan logam kepada suhu leburnya.

Sanga pembentuk elektro: Sanga logam yang membentuk berbilang lapisan dielektrik pada permukaan logam. Sanga ini terdiri daripada oksida logam dan sanga logam lain, yang terapung di permukaan logam dan menghalang penyebaran selanjutnya.

Hantaran arus: Melepasi arus berintensiti tinggi melalui rintangan antara logam dan arka. Ini akan terus memanaskan logam, menyebabkan ia cair.

Pengoksidaan dan Penapisan: Dalam electroslag yang terbentuk pada permukaan logam, oksida dan kekotoran lain bertindak balas dengan logam dan dikeluarkan atau dikurangkan ke tahap yang dikehendaki. Ini membantu menapis logam ke tahap yang dikehendaki