Den industriella produktionen av titan och titanlegeringar, oavsett om det är omsmälta förbrukningsbara elektroder eller smidda ämnen, eller specialformade gjutgods, erhålls mestadels genom vakuumförbrukbar elektrodbågsmältning. Med utvecklingen och framstegen av modern teknik har smältningen av titan och titanlegeringar, inklusive vakuumförbrukbar elektrodbågsmältning, utvecklat några nya avancerade teknologier. Representativa teknologier under de senaste åren är följande:
1. Framställningsmetod för elektroder för vakuumsmältning av titanlegeringar med direkt tillsats av metaller med hög smältpunkt
Baserat på den konventionella beredningen av elektroder för vakuumförbrukbar bågsmältning av titanlegeringar, kan metoden för svetsning av elektroder som består av direktpressade elektrodblock med vissa spår och metallstavar med hög smältpunkt som är lämpliga för formen på elektrodblocksrännorna användas för att smälta högkvalitativa göt med enhetlig sammansättning och ingen segregering som uppfyller kraven för förhållandeberäkningen genom att välja en lämplig vakuumförbrukbar bågsmältningsprocess.
2. Processen att återstarta ljusbågen efter strömavbrott under vakuumsmältningen av titan och titanlegeringar
Processen att återstarta ljusbågen efter strömavbrott under den vakuumförbrukbara smältningen av titan och titanlegeringar inkluderar följande steg: när ljusbågen startas om efter att smältningen har avbrutits, ökas smältströmmen snabbt till 75-80% av den normala smältströmmen, och smältströmmen bibehålls vid denna tidpunkt; när kanten av den smälta poolen når degelväggen bibehålls den i 2-3 minuter, och sedan ökas smältströmmen vid denna tidpunkt snabbt till den normala smältströmmen. Fördelen med denna process är att den totala bågstarttiden avsevärt förkortas, gapet mellan götet och degelväggen efter att kylvolymen krymper, och den inre krympningshåligheten som bildas av götets kylning och stelning undviks: när smältströmmen når 75 ~ 80% av den normala smältströmmen, smältströmmen bibehålls under en tid, så att smälthastigheten för elektroden och den stelnade smälta poolen kan kontrolleras mer exakt, och en stor mängd smält vätska undviks från att rinna in i gapet mellan götet och degelväggen omedelbart, eller orsaka kallstängningsdefekter.
3. Smält- och återvinningsmetod för rent titanblockavfall
Smält- och återvinningsmetoden för rent titanblockavfall använder en elektronstrålekallhärdsugn med 6 elektronkanoner, laddar råmaterialen från de valda komponenterna i mataren till elektronstrålekallhärdsugnen, smälter och kyler sedan ut det erhållna götet av ugnen för att erhålla den färdiga produkten. Denna metod använder direkt TA1 återvunnet material för smältning, undvikande av krossning av avfallsmaterial, pressning av elektrodblock och svetsning av elektroder. Enkel götsmältning kan smälta 9 bar med en totalvikt på cirka 6,5 ton per dag, och dubbel götsmältning kan smälta 18 bar med en totalvikt på cirka 13 ton per dag, vilket avsevärt förbättrar återvinningseffektiviteten och hastigheten.
4. Elektronstråle kallbäddssmältnings- och återvinningsmetod för spånliknande avfall av titan och titanlegering
Elektronstrålens kallbäddssmältnings- och återvinningsmetoden för titan- och titanlegeringsflisliknande avfall är processen: enligt sammansättningen av den smälta titan- och titanlegeringen, väg rent titan-chipliknande avfall, eller väg en eller två av rent titan spånliknande avfall och titanlegering spånliknande avfall och blanda dem med svamptitan och tillsatselement av rena legeringar och/eller mellanlegeringar, mängden spånliknande avfall av rent titan och titanlegering som tillsätts till blandningen är 10%~90 viktprocent; tryck sedan in det i ett elektrodblock och använd en kallbäddssmältugn med elektronstråle för att utföra en kallbäddssmältning med elektronstråle på elektrodblocket för att erhålla ett titan- eller titanlegeringsgöt. Denna metod kan producera kvalificerade göt av rena titan med upp till 100 % rent titan spånliknande avfall, eller producera kvalificerade göt av titanlegering med upp till 90 % spånliknande avfall av titan och titanlegering; endast en kallbäddssmältning med en elektronstråle krävs, och ingen sekundär eller tertiär smältning krävs.
5. Smältmetod för rena göt av titan och titanlegering
Smältmetoden för rena titan- och titanlegeringsgöt är som följer: väg tillsatssvampar av titan eller renlegerade tillsatselement, mellanlegering och svamptitan, presssvamptitan eller de blandade rena legeringstillsatselementen, mellanlegering och svamptitan till elektrodblock, svetsa den pressade elektroden blockerar till elektroder och använd en kallbäddsugn med elektronstråle för att utföra kallbäddssmältning med elektronstråle på elektroderna för att erhålla rena göt av titan eller titanlegering med enhetlig kemisk sammansättning; smältvakuumgraden för elektronstrålens kallbäddssmältning är lägre än 6×10-2Pa, smälthastigheten är 70~150 kg/h och smälteffekten är 100~300kw; de rena legeringstillsatserna och mellanlegeringarna är 0%~20% av den totala vikten av titanlegeringsgöten. De tillverkade göten av titan och titanlegering har en enhetlig kemisk sammansättning, och den makroskopiska strukturen hos göten är bättre än den hos vakuumförbrukbara bågsmältande göt, och det finns inga inneslutningar med hög smältpunkt som TiN och WC.
6. Smältmetod för titanlegering som innehåller legeringselement med hög smältpunkt
Industriell beredningsmetod för göt av titanlegering som innehåller legeringselement med hög smältpunkt. Genom att välja legeringsråmaterial, använda specialmonterade elektrodblock, använda konventionell vakuumförbrukbar bågsmältningsteknik, justera strömmen och spänningen för tre smältningar, framställs ett titanlegeringsgöt innehållande högsmältande legeringselement med enhetlig kemisk sammansättning och inga inneslutningar. Metallen med hög smältpunkt är jämnt fördelad i den förbrukningsbara elektroden, den förbrukningsbara elektroden är lätt att förbereda och har låg kostnad, och ström- och spänningsparametrarna är rimliga under smältning. På basis av den traditionella processvägen används billiga rena metallplattor i enlighet med en specifik förbrukningsbar elektrodmonteringsmetod, istället för att lägga till dyra mellanlegeringar och andra rena metaller till titanlegeringar, används flera vakuum förbrukningsbara bågsmältugnar för smältning för att erhålla göt av titanlegering som innehåller högsmältande legeringselement med enhetlig sammansättning, vilket är lämpligt för industriella tillämpningar.
7. Metod för framställning av TC4 titanlegeringsgöt genom smältning av kallhärdsugn med elektronstråle
Metoden för att bereda TC4 titanlegeringsgöt genom smältning av en kallhärdsugn med elektronstråle är följande: titansvampen och aluminiumbönor blandas jämnt och pressas sedan in i elektrodblock, som svetsas till elektroder och placeras sedan i en vakuumförbrukbar ljusbågsugn för engångssmältning för att erhålla Ti-AI masterlegering; Ti-Al masterlegeringen krossas till Ti-Al masterlegeringspartiklar; titansvampen, Al-V masterlegeringen och Ti-Al masterlegeringspartiklarna blandas jämnt och pressas sedan till elektrodblock, som skarvas till elektroder och sedan placeras i en elektronstråle kallhärdsugn för engångssmältning för att erhålla TC4 titanlegeringsgöt. Denna metod ersätter aluminiumbönor med Ti-Al masterlegering, minskar förångningen av Al-element, förbättrar utnyttjandegraden av råmaterial och användningseffektiviteten för elektronstråleköldhärdsugnar och elektronstrålekallhärdsugnen som används för engångssmältning har starkare fördelar när det gäller att minska bearbetningskostnaderna för titanmaterial och förbättra produktionseffektiviteten, och kan förbättra renheten hos göt av titanlegering och erhålla göt av hög kvalitet.
