Titan qotishmalarini eritishning beshta usuli

Titan qotishmasining eritish usullari odatda quyidagilarga bo'linadi: 1. Vakuumli sarflanadigan boshq pechini eritish usuli; 2. Iste'mol qilinmaydigan vakuum yoyli pechni eritish usuli; 3. Sovuq o'choqlarni eritish usuli; 4. Sovuq idishni eritish usuli; 5. Elektroslag eritishning beshta usuli.


Vakuumli sarflanadigan boshq pechini eritish usuli (VAR usuli)

Vakuum texnologiyasining rivojlanishi va kompyuterni qo'llash bilan VAR usuli tezda titanni etuk sanoat ishlab chiqarish texnologiyasiga aylandi. VAR usulining muhim xususiyatlari past quvvat iste'moli, yuqori erish tezligi va sifatli qayta ishlab chiqarishdir. Odatda, tugagan ingotalar VAR usuli bilan eritilib, kamida ikki marta qayta yuvilishi kerak. VIT usuli titandan ingot ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Dunyo bo'ylab ishlab chiqaruvchilar tomonidan qo'llaniladigan jarayon asosan o'xshashdir. Farqi shundaki, elektrod tayyorlashning turli usullari va uskunalari qo'llaniladi. Elektrod tayyorlashni uch toifaga bo'lish mumkin. Birinchisi, elektrodni payvandlash jarayoni bundan mustasno, oziqlantiruvchi qismlar tomonidan doimiy ravishda bosiladigan integral elektrodni qabul qilish; ikkinchisi bitta elektrodni bosib, uni sarflanadigan elektrodga payvandlash. Va plazma argon boshq manbai yoki vakuumli payvandlash orqali; Uchinchidan, quyma elektrod boshqa eritish usullari bilan tayyorlandi.


Zamonaviy zamonaviy VAR pechining texnik xususiyatlari va afzalliklari:

(1) barcha koaksiyal quvvat kiritish, ya'ni koaksiyal quvvat manbai deb ataladigan koaksiyal quvvat manbai ustidagi pechning butun balandligi ajratish fenomenini kamaytiradi;

(2) korpusdagi elektr kalibrlash X / Y o'qida yaxshi sozlanishi;

(3) aniq elektrodlarni tortish tizimi bilan erish tezligi avtomatik ravishda nazorat qilinadi, doimiy tez eriydi va erish sifati kafolatlanadi;

(4) har bir erishning takrorlanishi va izchilligini ta'minlash;

(5) moslashuvchanlik, ya'ni bitta pech turli xil ingot turlarini va keng ko'lamli ingot quyuvini ishlab chiqarishi mumkin, bu esa samaradorlikni sezilarli darajada yaxshilaydi;

(6) yaxshi iqtisodiy. "Koaksiyal quvvat manbai" rejimi, muhim ta'minot oqimining muvozanati tufayli magnit oqishni oldini oladi. Eritilgan magnit maydonlarning eritilgan mahsulotlarga salbiy ta'sirini kamaytirish yoki yo'q qilish. Barqaror sifatli ingot olish uchun elektr samaradorligini oshiring. "Doimiy tez eritish" ning maqsadi ilg'or elektronik tizim va og'irlik sensori orqali, shu bilan pıhtılaşma jarayonini nazorat qilish orqali erish jarayonida doimiy yoy uzunligi va erish tezligini ta'minlash orqali ingotning sifatini yaxshilashdir. Bu bo'linishni samarali oldini oladi va ingotning ichki sifatini kafolatlaydi.

Yuqoridagi ikkita xususiyatga qo'shimcha ravishda, titaniumni eritish uchun zamonaviy VAR pechi keng miqyosli VAR pechini amalga oshirdi. 5m, 32t katta ingot.

VAR usuli - zamonaviy titanium va titanium qotishmalari uchun standart sanoat eritish usuli. Ammo quyidagi texnologiyalarga murojaat qilish kerak:


Birinchidan, elektrod tayyorlash usuli; Elektrodni tayyorlash jarayoni juda murakkab, bu titan shimgichni, oraliq qotishmani va qoldiq materialni butun elektrodga yoki bitta kichik elektr kalitga bosish uchun qimmatbaho matbuotni talab qiladi. Yagona elektrod ham sarflanadigan elektrodga payvandlanishi kerak. Shu bilan birga, iste'mol qilinadigan elektrod tarkibining bir xilligini ta'minlash uchun uni mato, tortish materiallari, aralashtirish materiali va boshqa tegishli moslamalar bilan jihozlash kerak.


Ikkinchidan, vaqti-vaqti bilan metallurgiya nuqsonlari mavjud, masalan, ajratish. Tarkibni ajratish va koagulyatsion ajratish kabi.


Bunga sabab elektroddagi ifloslanish elementlari yoki qotishma elementlarining notekis taqsimlanishi va eritish paytida vaqt muvozanati taqsimlanmasdan qotib qolishdir. Ikkinchisi xom ashyo yoki jarayonga yuqori zichlikli inklüzyonlar (HDI) va past zichlikli inklüzyonlar (LDI) vaqti-vaqti bilan kiritilishi bilan bog'liq. Bu inkluziyalarni eritish jarayonida to'liq eritib bo'lmaydi, natijada metall zararli qo'shimchalar kabi zararli qo'shimchalar paydo bo'ladi.


2. Iste'mol qilinmaydigan vakuumli boshq pechlarini eritish usuli (Jane you NC usuli)

Hozirgi vaqtda suv bilan sovutilgan mis elektrod volfram titanium sanoatining torium platformasi oltin elektr quyma yoki grafitli elektr kalitni dastlabki bosqichini almashtirdi, sanoat ifloslanishi muammosini hal qildi, bu NC usuli titan va titan oltinni eritishda muhim usulga aylandi. bir necha tonna NC pechlari Evropada va AQShda bo'lgan.

Suv bilan sovutilgan mis elektrodlari ikki turga bo'linadi: biri o'z-o'zidan aylanadigan; Ikkinchisi, aylanadigan elektrodning yonishini oldini olishga qaratilgan aylanadigan magnit maydon.

NC pechini ham ikki turga bo'lish mumkin: biri suvda sovitilgan mis eriydigan xom ashyoda, suv bilan sovutilgan mis mog'orni quyish xonalarida; Ikkinchisi - xom ashyoni doimiy ravishda quyish, suvda sovigan misda eritish va qotish.

NC eritish usulining afzalliklari quyidagilardan iborat: (1) bosimli elektrod va payvandlash elektrodini tejashga qodir; (2) ingot kompozitsiyasining bir xilligini oshirish uchun kamonni uzoq vaqt davomida materialda ushlab turishi mumkin; (3) har xil shakldagi va o'lchamdagi xom ashyolardan foydalanishi mumkin, eritish jarayonida 100% qoldiq, titaniumni qayta ishlash ham qo'shilishi mumkin.

Eritishni birlamchi usul sifatida amalga oshirish usuli, qoldiqlarni tiklash va narxni pasaytirish nuqtai nazaridan ancha foydali. Odatda, NC o'choqlari va VAR o'choq moslamasi o'zlarining afzalliklariga to'liq o'ynash uchun ishlatiladi.


3. Sovuq o'choqlarni eritish usuli (CHM usuli qisqa)

Titan va titan qotishma eritmalarining metallurgiya qo'shilishidagi nuqsonlar xom ashyoning ifloslanishi va g'ayritabiiy eritish jarayoni natijasida har doim aerokosmik maydonda titan va titan qotishmalarining qo'llanilishiga ta'sir ko'rsatgan. Titan qotishma samolyot dvigatelining aylanadigan qismlarida metallurgiya qo'shilishlarini bartaraf etish uchun sovuq o'choqlarni eritish texnologiyasi ishlab chiqilgan.

CHM usulining eng katta xususiyati eritish, tozalash va qotish jarayonini ajratishdir. Ya'ni, eritilgan yuk ko'tarilgan pechning to'shagiga kirgandan so'ng, u avval eritiladi, keyin sovuq tozalash uchun sovuq o'choq yotqizgichining ichiga kiradi va oxir-oqibat kristallanish sohasidagi eritmalarga aylanadi. CHM texnologiyasining muhim afzalligi shundaki, u sovuq pechning devoridagi qotish qobig'ini hosil qilishi mumkin va uning "viskoz zonasi" WC, Mo, Ta va boshqalar kabi yuqori zichlikdagi inklüzyonu (HDI) ushlab turishi mumkin. Qayta ishlash zonasi, yuqori haroratli suyuqlikda past zichlikli inkluzyonlar (LDI) zarralarini ushlab turish muddati uzaytiriladi, bu LDI ning to'liq eritilishini ta'minlaydi va shu bilan inklyuziya nuqsonlarini samarali ravishda yo'q qiladi. Demak. Sovuq o'choqni eritishning tozalash mexanizmini o'ziga xos tortishish va eritishni ajratishlarga bo'lish mumkin.


3.1 elektron nurli sovuq o'choqning erishi (EBCHM) elektron nurni erishi (EB) bu eritish va tozalash uchun materialning o'zida issiqlik hosil qilish uchun yuqori tezlikda elektronlar energiyasini ishlatadigan jarayon. Sovuq o'choqli EB pechkasi EBCHM deb nomlanadi. EBCHM juda yaxshi funktsiyalarga ega bo'lib, an'anaviy eritish quyidagi funktsiyalarni bajarmaydi:

(1) tantal, molibden, volfram, volfram karbidi va boshqa yuqori zichlikdagi inklyuziyalarni (HDI) va titan nitridini samarali ravishda olib tashlang. Titan oksidi va boshqa past zichlikli qo'shilish (LDI);

(2) turli xil oziqlantirish usullarini qabul qilishi mumkin, titanium qoldiqlarini tiklash nisbatan oson, ya'ni boshqa eritish usullaridan foydalanish mumkin, chiqindilarni ishlata olmaydi, hali ham toza titaniumli ingot ishlab chiqarishi mumkin, mahsulot narxini sezilarli darajada kamaytiradi;

(3) uni tahlil qilish va tahlil qilish uchun to'g'ridan-to'g'ri metall suyuqlikdan namuna olish mumkin;

(4) shakli ignabargli mahsulotni ishlab chiqarish, ishlab chiqarish jarayonini qisqartirish, xom ashyo sarfini kamaytirish, hosilni yaxshilash;


EBCHM hanuzgacha quyidagi kamchiliklarga ega:

(1) eritish yuqori vakuum sharoitida o'tkazilishi kerak, shuning uchun xlorid miqdori yuqori bo'lgan titanli shimgichni to'g'ridan-to'g'ri eritib bo'lmaydi;

(2) qotishma elementlari uchuvchan va kimyoviy tarkibni boshqarish qiyin.


3.2 plazma sovuq rashk to'shagini eritish usuli (naycha PCHM usuli)

PCHM usuli inert gazlarni ionlash natijasida hosil bo'lgan plazma yoyini issiqlik manbai sifatida ishlatadi va past vakuumdan atmosfera bosimiga qadar keng bosim oralig'ida erishni yakunlash uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu usulning o'ziga xos xususiyati shundaki, u turli bug 'bosimi bilan qotishma tarkibini kafolatlashi mumkin va eritish jarayonida an'anaviy qotishma xususiyatlarini yaxshilashning aniq qobiliyati yo'q. Titan va titan qotishmalari uchun ideal eritmani bitta eritish yo'li bilan olish mumkin. Zamonaviy PCHM usulining afzalliklari quyidagilardan iborat:


(1) uskunaga sarmoya kiritish darajasi past, ishlatish oson, xavfsiz va ishonchli;


(2) xom ashyoning har xil turlari va shakllaridan foydalanishi mumkin, qoldiqlarni qaytarish darajasi yuqori;


(3) qotishma kimyoviy tarkibining xilma-xilligini ta'minlash;


(4) ishlab chiqarish tannarxini pasaytirgan holda qimmatbaho inert gazni qayta ishlashni amalga oshirish.


PCHM usulining kamchiliklari past elektr samaradorligi. EBCHM va PCHM umumiy indekslarni va LDIni yo'q qilish qobiliyatiga ega. Birinchisi toza titanni eritishga ko'proq mos keladi. Qotishmalar uchun ikkinchisi ko'proq mos keladi. VAR usuli singari, yuqoridagi ikkita usul ham jarayon parametrlarini (erish tezligi, eritish va qotish paytida haroratning taqsimlanishi, eritish paytida tarkibning o'zgarishi, erimaydigan inkluzyonlarning olib tashlanish darajasi va boshqalar), shu qatorda jarayonlarni avtomatik boshqarishning keng doirasiga erishishi mumkin. .




4. Sovuq idishni eritish usuli (CCM usuli qisqa)


1980-yillarda Amerikaning ferrosilikon kompaniyasi shlaksiz indüksiyon eritish jarayonini ishlab chiqdi va titan quyish va titandan nozik quyma ishlab chiqarishda ishlatiladigan CCM usulini sanoat ishlab chiqarishga joriy qildi. So'nggi yillarda, ba'zi iqtisodiy rivojlangan mamlakatlarda, CCM usuli sanoat ishlab chiqarish miqyosiga o'tishni boshladi, eng ko'p diametri lm va uzunligi 2 m bo'lib, uning rivojlanish istiqbollari diqqatga sazovordir. CCM eritish jarayoni bir-biriga o'tkazuvchan bo'lmagan suv bilan sovutilgan yoy shaklidagi bloklardan yoki mis quvurlardan tashkil topgan metalldan yasalgan holda amalga oshiriladi. Ushbu kombinatsiyaning eng katta afzalligi shundaki, har ikkala blok orasidagi bo'shliq kuchaytirilgan magnit maydon bo'lib, magnit maydon hosil qilgan kuchli aralashish kimyoviy tarkibni va haroratni izchil qiladi va shu bilan mahsulot sifatini yaxshilaydi. CCM usuli VAR usulining xususiyatlarini va bir xil tarkibga ega bo'lgan yuqori sifatli eritmalarni va o'tga chidamli materiallarsiz va elektrodlarni ishlatmasdan hal qiluvchi ifloslanishsiz olish mumkin bo'lgan o'tga chidamli materiallarning muhim induksion eritilishini o'z ichiga oladi. VAR usuli bilan taqqoslaganda, CCM usuli uskunaning arzonligi va oddiy ishlashining afzalliklariga ega, ammo hozirgi paytda ushbu texnologiya rivojlanish bosqichida.


5. Elektroslag eritish (ESR)


ESR elektr energiyasini elektr energiyasini issiqlik energiyasiga aylantiradi, bu oqim elektr o'tkazgich orqali o'tganda zaryadlangan zarralarning to'qnashuvi orqali amalga oshiriladi. Zaryad cüruf qarshiligi natijasida hosil bo'lgan issiqlik energiyasi bilan eriydi va tozalanadi. ESR usuli to'g'ridan-to'g'ri eritilib, yaxshi sirt sifati bilan bir xil shakldagi ingot ignabargiga quyilishi mumkin bo'lgan va faol bo'lmagan cürufda (CaF2) elektroslag eritishi uchun sarflanadigan elektroddan foydalanadi va keyingi jarayonda to'g'ridan-to'g'ri qayta ishlash uchun javob beradi. Ushbu qonunning afzalliklari quyidagilardan iborat:


(1) ESR pechining to'liq koaksialligi eng yaxshi sifat bilan quyma quyishning takrorlanishini ta'minlaydi;


(2) ingot, zich va bir xil strukturaning eksenel kristallanishi;


(3) elektrodni tortish tizimi va erish tezligini boshqarish tizimi juda yuqori aniqlik bilan;


(4) uskunalar oddiy va ishlatish oson. Kamchilik shundaki, ingichka shlak bilan ifloslanishi mumkin emas.

titanium alloys