Titaanisulamist materjalide, näiteks titaanvarraste ja titaanisulamist varraste sulatamise tehnoloogia ja tehniline väljavaade -1

Teaduse ja tehnoloogia arenguga ning inimeste elatustaseme paranemisega5. klassi titaanvarras kasutatakse üha enam tööstuslikus tootmises, lennunduses, riigikaitses ja igapäevaelus, mistõttu nõuded titaanile ja titaanisulamile c ja jõudlusele kasvavad. Mida kõrgem on sulatus, seda titaanisulami toorainete sulatamine on kahtlemata kõige olulisem ja kriitilisem lüli. Selle sulatamise kvaliteet mõjutab otseselt seda, kas valmistoodete toimivusnäitajad pärast järgnevat töötlemist vastavad toote nõuetele, soodustades seeläbi titaanisulamite kaasaegse sulatustehnoloogia arengut. Nende hulka kuuluvad uute tehnoloogiate, nagu elektronkiirte ja plasmajahutusahjude väljatöötamine, mis on loonud head tingimused ja aluse titaanisulamist valuplokkide metallurgilise kvaliteedi ja mehaaniliste omaduste parandamiseks.

1. Titaanisulami sulatusmeetod

1.1 Vaakumtarvitatav elektrikaarahju sulatusmeetod (edaspidi VAR meetod)

Vaakumtehnoloogia arenedes ja arvutite rakendamisel sai VAR-meetodist kiiresti 5. klassi titaanriba küpseks tööstuslikuks tootmistehnoloogiaks. Enamik tänapäeva titaani ja selle sulami valuplokkidest on toodetud sellel meetodil. VAR-meetodi silmapaistvad omadused on madal energiatarve, kõrge sulamiskiirus ja hea reprodutseeritavus. VAR-meetodil sulatatud valuplokk on hea kristallstruktuuri ja ühtlase keemilise koostisega. Tavaliselt tuleks valmis valuplokk sulatada VAR-meetodil. Vähemalt kaks korda on vaja uuesti sulatada.

Titaani valuplokkide tootmine VAR-meetodil on põhimõtteliselt sarnane protsessidega, mida kasutavad tootjad üle maailma. Erinevus seisneb erinevate elektroodide ettevalmistamise meetodite ja seadmete kasutamises. Elektroodide ettevalmistamise võib jagada kolme kategooriasse. Elektroodide keevitusprotsess on välistatud: teine ​​on ühe elektroodi vajutamine ja selle keevitamine kuluelektroodiks. Ja keevitatakse üheks plasma argoon- või vaakumkeevitusega; kolmas on teiste sulatusmeetodite kasutamine valuelektroodide ettevalmistamiseks.

Kaasaegse täiustatud VAR-ahju tehnilised omadused ja eelised:

(1) Täielik koaksiaalvõimsuse sisend, st täielik koaksiaalsus ahju korpuse kõrgusel, mida nimetatakse koaksiaalseks toiteallikaks, et vähendada eraldumise esinemist;

(2) tiigli sees olevat elektrilist kalibreerimist saab peenhäälestada X-teljel/Y-teljel;

(3) Varustatud täpse elektroodide kaalumissüsteemiga, juhitakse sulamiskiirust automaatselt, saavutades konstantse kiirusega sulamise. Garanteeritud sulatamise kvaliteet;

(4) Tagada iga sulatamise korratavus ja järjepidevus;

(5) Paindlikkus, st üks ahi võib toota erinevat tüüpi valuplokke ja suuremahulisi valuplokke, mis võib oluliselt suurendada tootlikkust;

(6) Sellel on hea majandus.

"Koaksiaaltoiteallika" meetod võib vältida tiigli tasakaalustamata toitevoolu põhjustatud magnetilise nihke leket, nõrgendada või kõrvaldada indutseeritud magnetvälja kahjulikku mõju sulatustoodetele ning parandada elektrilist efektiivsust, et saada valuplokke. stabiilse kvaliteediga.

"Püsikiirusega sulatamise" eesmärk on parandada valuploki kvaliteeti. Täiustatud elektrilist juhtimissüsteemi ja kaaluandurit kasutatakse kaare püsiva pikkuse ja konstantse sulamiskiiruse tagamiseks sulatusprotsessi ajal, kontrollides seega koagulatsiooniprotsessi. See võib tõhusalt ära hoida segregatsiooni ja tagada valuploki olemusliku kvaliteedi.

Lisaks ülaltoodud kahele omadusele on kaasaegse titaani sulatamiseks mõeldud VAR-ahi realiseerinud ka suuremahulise VAR-ahju. Kaasaegne VAR-ahi suudab sulatada suuri valuplokke, mille läbimõõt on 1,5m ja kaal 32t. vAR-meetod on tänapäevaste titaani ja titaanisulamite standard. Tööstuslik sulatusmeetod. Lahendamata on veel järgmised tehnoloogiad. Esiteks elektroodide ettevalmistamise meetod. Elektroodide ettevalmistamise protsess on väga tülikas. Titaani käsna, põhisulami ja jäägi tagastamiseks terveks elektroodiks või üheks väikeseks elektrivõtmeks on vaja kasutada kallist pressi. Üks elektrood tuleb keevitada kuluelektroodiks. Samal ajal on kuluelektroodi koostise ühtsuse tagamiseks vaja konfigureerida ka vastavad seadmed, nagu riie, kaalumine ja segamine. Teiseks esineb aeg-ajalt metallurgilisi defekte, nagu segregatsioon, näiteks koostise eraldamine ja tahkestumise eraldamine. Esimene on tingitud lisandite või legeerivate elementide ebaühtlasest jaotumisest elektroodis. Seda toodetakse tahkumisel, kui sulatamine on jaotuse tasakaalustamiseks liiga hilja; viimane on tingitud aeg-ajalt esinevatest suure tihedusega inklusioonidest (HDI) ja madala tihedusega inklusioonidest (LDI), neid ei saa sulatusprotsessi käigus täielikult lahustada, mille tulemuseks on äärmiselt kahjulikud metallurgilised defektid, näiteks kandmised.

1.2 Mittetarbitav vaakumkaarahju sulatusmeetod (lihtsustatud NC-meetod) Praegu on vesijahutusega vaskelektrood asendanud titaanitööstuse algfaasis volfram-tooriumiga Taiwani kullast elektrilise viska või grafiidist elektrilise rihmaratta, mis on lahendanud tööstusliku reostuse probleem, muutes seega NC-meetodi, millest on saanud oluline meetod titaani ja titaani sulatamisel. Euroopas ja Ameerika Ühendriikides on töötanud titaanisulamid ja mitmetonnised NC ahjud. Vesijahutusega vaskelektroodid jagunevad kahte tüüpi: üks on isepöörlev; teine ​​on pöörlev magnetväli, mille eesmärk on vältida kaare elektroodi põletamist. NC-ahjud võib samuti jagada kahte tüüpi: üks on toormaterjalide sulatamine vesijahutusega vasktiiglites ja valuplokkideks valamine vesijahutusega vaskvormides; teine ​​on toorainete pidev sisestamine vesijahutusega vasktiiglitesse sulatamiseks ja tahkumiseks.

NC-sulatamise eelised on järgmised:

① Elektroodide ja keevituselektroodide pressimise protsessi võib ära jätta;

② See võib panna kaare püsima materjalil pikka aega, parandades seeläbi valuploki koostise homogeensust;

③ Kasutada saab erineva kuju ja suurusega tooraineid ning sulatusprotsessi käigus saab lisada 100% jääkmaterjale, et realiseerida 5. klassi titaanplaadi ringlussevõtt. Sulatusprotsessina on NC-meetod üsna kasulik jääkmaterjalide taaskasutamise määra parandamise ja kulude vähendamise seisukohalt. Tavaliselt kasutatakse NC-ahju ja VAR-ahju koos, et anda nende vastavatele eelistele täielikku mängu.