钛及钛合金的熔炼工艺种类

  • 日期:10-26
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钛和钛合金是极其重要的轻质结构材料,在航空,航天,车辆工程,生物医学工程等领域具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景。目前,国内外熔炼钛及钛合金锭的方法主要有:

1,真空自耗电弧熔化工艺(VAR)

真空自耗电弧熔化法是在真空或惰性气氛中使用钛和钛合金自耗电极棒作为阴极,在直流电弧的高温下迅速熔化,并在水中形成熔池的方法冷却的铜坩埚。当液态钛以液滴形式转移到水冷铜坩埚中并以液态保持在水冷铜坩埚中时,不仅实现了钛和钛合金的致密化,而且还实现了一系列的物理和化学致密化。发生化学反应,起到纯化作用。使它们表现更好。

真空自耗电极电弧熔化具有加热温度均匀,电弧塔压力小,热效率高的优点。电弧熔化2至3次后,可以获得高质量的钛锭。

2,真空电子束熔化法(EB)

EB方法利用电子束枪产生的电场来加速电子束作为热源,轰击熔融金属,并将电子的动能转换为热能,从而加热熔融金属。作为工业上使用的EB冶炼,其主要用途是提炼高熔点金属,例如Ti,Ni,Ta和Zr。 EB方法的热源具有很高的灵活性,可以分为不同的重熔和精炼工艺,例如滴熔,冷床炉精炼和浮区熔化。

3,真空等离子弧和真空等离子束熔化法(PA)

该方法使用真空等离子体作为热源来加热熔融金属。等离子体是通过中空热阴极(等离子枪)的放电产生的,根据放电形式,阴极又分为等离子束和等离子弧。使用该方法的设备熔池浅,熔池面积大,无遮盖,散热损失大,熔池过热度低,仅适用于残钛回收和厚壁铸件。

4,冷床炉熔化法(CHM)

此过程允许将金属在炉床上分段熔化,精炼和固化。主要特征分别是熔融,纯化和固化。熔融金属液体在水冷铜床上流动。通过控制停留时间和温度,HDI和LDI夹杂物在重力作用下分离,HDI夹杂物沉积在铜床的底部,LDI夹杂物被高温分解。另外,由于炉床的熔池浅,晶体的偏析可以最小化。熔炼热源可分为电子束冷床熔炼和等离子冷床熔炼两种。 CHM法可以使用大量的残留钛材料,不需要制备电极即可简化工艺,但金属挥发损失大,设备投资高,工艺技术相对复杂。 CHM方法已在国外广泛使用。目前,中国宝钢和宝钢特钢已从国外引进了此类设备,并取得了良好的效果。

根据国内外钛和钛合金熔炼的生产实践,真空自耗炉(VAR)和电子束冷却床炉(EB)是钛和钛合金熔炼的首选。

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