Titan qotishmalari uchun beshta umumiy eritish usuli

Titanium qotishmalari yuqori quvvat-og'irlik nisbati, korroziyaga chidamlilik va biomoslashuv kabi ajoyib xususiyatlari tufayli turli sohalarda keng qo'llaniladi. Biroq, titanium qotishmalarining yuqori erish nuqtasi qayta ishlashda qiyinchiliklar tug'diradi. Titan qotishmalarini eritish usullari odatda quyidagilarga bo'linadi: 1. Vakuumli iste'mol qilinadigan elektr yoyli pechda eritish usuli; 2. Iste'mol qilinmaydigan vakuumli elektr boshq o'choqli eritish usuli; 3. Sovuq o'choqda eritish usuli; 4. Sovuq qozonda eritish usuli; 5. Elektroslakli eritish usuli. Beshta usul.

1. Vakuumli iste'mol qilinadigan elektr yoy pechini eritish usuli (VAR usuli deb ataladi)
Bu yuqori toza metallar va qotishmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan ilg'or metallurgiya jarayoni. Ushbu usul asosan materiallarning tozaligi va bir xilligini yaxshilash uchun ishlatiladi va odatda yuqori sifatli maxsus qotishmalar, alyuminiy qotishmalari va boshqa yuqori talab qilinadigan metall materiallarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Vakuum texnologiyasining rivojlanishi va kompyuterlarni qo'llash bilan VAR usuli tezda titan uchun etuk sanoat ishlab chiqarish texnologiyasiga aylandi. Hozirgi kundagi titan va uning qotishma ingotlarining aksariyati shu usul yordamida ishlab chiqariladi. VAR usulining asosiy xususiyatlari kam quvvat iste'moli, yuqori erish tezligi va yaxshi sifatli takrorlanuvchanlikdir. VAR usuli bilan eritilgan quyma yaxshi kristall tuzilishga va bir xil kimyoviy tarkibga ega. Odatda, tayyor quyma VAR usuli bilan eritilishi kerak. Kamida ikkita qayta eritish talab qilinadi. Titan ingotlarini ishlab chiqarish uchun VAR usuli qo'llaniladi. Dunyo bo'ylab ishlab chiqaruvchilar tomonidan qo'llaniladigan jarayonlar asosan o'xshash. Farqi elektrodlarni tayyorlashning turli usullari va jihozlaridan foydalanishdadir. Elektrod tayyorlashni uchta asosiy toifaga bo'lish mumkin. Ulardan biri - qismlarga materiallarni qo'shib, elektrodni payvandlash jarayonini bartaraf etish orqali doimiy ravishda bosilgan integral elektrod; ikkinchisi - sarflanadigan elektrodlarga bosilgan va payvandlangan bir qismli elektrod. Va plazma argonli payvandlash yoki vakuumli payvandlash orqali bir-biriga payvandlangan; uchinchidan, quyma elektrodlarni tayyorlash uchun boshqa eritish usullaridan foydalaning.
Yuqoridagi ikkita xususiyatga qo'shimcha ravishda, titan eritish uchun zamonaviy VAR pechlari keng ko'lamli VAR pechini ham amalga oshirdi. Zamonaviy VAR pechlari diametri 1,5 m va og'irligi 32 t bo'lgan yirik quymalarni eritishi mumkin.
vAR usuli zamonaviy titanium va titanium qotishmalari uchun standart sanoat eritish usuli hisoblanadi.

2. Iste'mol qilinmaydigan vakuumli elektr boshq o'choqli eritish usuli (Jianni NC usuli)
Vakuum muhiti Sarflanadigan elektr kamon pechi kabi, CNC usuli ham vakuum muhitida amalga oshiriladi. Pechdagi havo va gazni so'rish orqali havo va kislorod ifloslanishini bosqichma-bosqich kamaytirish va yuqori sifatli qotishma materiallar ishlab chiqarishni ta'minlash uchun yuqori vakuum sharoitlari yaratiladi.
Elektrodlar CNC ishlov berishda ishlatiladigan elektrodlar odatda iste'mol qilinmaydi va odatda volfram yoki boshqa yuqori erish nuqtasi materiallaridan tayyorlanadi. Ushbu elektrodlar barqaror va iste'mol qilinmasdan yuqori harorat va yuqori energiyali yoy oqimlariga bardosh bera oladi.
Arcing elektr tokini kiritish orqali sodir bo'ladi, odatda ikkita elektrod yordamida yoy zaryadini hosil qiladi. Bu yoy juda issiq va materiallarni erish nuqtasidan yuqori haroratgacha qizdirishi mumkin.
Materialning erishi Arkning ta'siri ostida material yonishi va erishi uchun etarlicha yuqori haroratgacha isitiladi. Iste'mol qilinadigan elektrodlar ishlatilganligi sababli, elektrodlarning o'zlari iste'mol qilinmaydi va shuning uchun doimiy ravishda ishlatilishi mumkin.
Qotishma tayyorlash: Material eritilgandan so'ng, yoyning intensivligini, o'choqdagi haroratni va qotishma tarkibini sozlash orqali kerakli qotishma tayyorlanishi mumkin. Bu NC usulini yuqori aniqlik va aniq kompozitsiyani nazorat qilish bilan qotishmalarni tayyorlash uchun juda mos keladi.
Bir martalik eritish sifatida, NC usuli qoldiq materiallarning tiklanish tezligini oshirish va xarajatlarni kamaytirish nuqtai nazaridan juda foydali. Odatda, bosimining ko'tarilgan pechlari va VAR pechlari o'zlarining afzalliklarini to'liq o'ynash uchun birgalikda ishlatiladi. NC usuli odatda tadqiqot laboratoriyalarida va maxsus materiallarni tayyorlashda qo'llaniladi, chunki u yuqori darajadagi materiallarni nazorat qilish va tayyorlash moslashuvchanligini ta'minlaydi. Biroq, iste'mol qilinadigan elektr kamon pechlari bilan solishtirganda, bosimining ko'tarilishi usulining uskunalari va ekspluatatsiya xarajatlari yuqori, shuning uchun u asosan aerokosmik, energiya, elektronika va boshqalar kabi yuqori aniqlik va aniq komponentlarni nazorat qilishni talab qiladigan ilovalarda qo'llaniladi.

3. Sovuq o'choqda eritish usuli (qisqacha CHM usuli)
Xom ashyoning ifloslanishi va g'ayritabiiy eritish jarayonlari natijasida kelib chiqqan titanium va titanium qotishma ingotlaridagi metallurgiya inklyuziya nuqsonlari doimo aerokosmik sohada titanium va titanium qotishmalarini qo'llashga ta'sir ko'rsatdi. Titan qotishma samolyot dvigatelining aylanadigan qismlarida metallurgiya qo'shimchalarini yo'q qilish uchun sovuq o'choqli eritish texnologiyasi paydo bo'ldi.
CHM usulining eng katta xususiyati eritish, tozalash va qotib qolish jarayonlarini ajratishdir, ya'ni erigan zaryad sovuq o'choqqa kiradi va avval eritiladi, so'ngra tozalash uchun sovuq o'choqning tozalash maydoniga kiradi va nihoyat qattiqlashadi. kristallanish sohasidagi ingotlar. CHM texnologiyasining muhim afzalligi shundaki, u sovuq o'choq devorida kondensatsiya qobig'ini hosil qilishi mumkin. Uning "yopishqoq zonasi" WC, Mo, Ta va boshqalar kabi yuqori zichlikdagi qo'shimchalarni (HDI) ushlay oladi. Shu bilan birga, tozalash zonasida, past zichlikdagi qo'shimchalar (LDI) zarrachalarning yuqori zichlikdagi uzoqroq yashash muddati. haroratli suyuqliklar LDI ning to'liq erishini ta'minlaydi va shu bilan inklyuziya nuqsonlarini samarali ravishda yo'q qiladi. Demak. Sovuq o'choq eritishning tozalash mexanizmini ikki turga bo'lish mumkin: tortishish bilan ajratish va eritish ajratish.

4. Sovuq tigelli eritish usuli (CCM usuli deb ataladi)
1980-yillarda Amerika Ferrosilicon kompaniyasi cürufsiz induksion eritish jarayonini ishlab chiqdi va CCM usulini titanium ingotlari va titaniumli nozik quymalarni ishlab chiqarish uchun sanoat ishlab chiqarish ilovalariga targ'ib qildi. So'nggi yillarda ba'zi iqtisodiy rivojlangan mamlakatlarda CCM usuli sanoat ishlab chiqarish miqyosiga kira boshladi. Quymaning maksimal diametri 1 m, uzunligi esa 2 m. Uning rivojlanish istiqbollari diqqatni tortadi. CCM eritish jarayoni suv bilan sovutilgan yoy shaklidagi bloklardan yoki bir-biriga o'tkazmaydigan mis quvurlardan tashkil topgan metall tigelda amalga oshiriladi. Ushbu kombinatsiyaning eng katta afzalligi shundaki, har ikki blok orasidagi bo'shliq kengaytirilgan magnit maydondir va Aralashtirish natijasida hosil bo'lgan kuchli magnit maydon kimyoviy tarkib va ​​haroratni mustahkamlikka olib keladi va shu bilan mahsulot sifatini yaxshilaydi. CCM usuli VAR usulining xususiyatlarini va refrakter materiallarning tigelli induksion eritish xususiyatlarini birlashtiradi. U o'tga chidamli materiallar va elektrodlarni talab qilmaydi va bir eritish jarayonida bir xil tarkibga ega va tigel bilan ifloslanishsiz yuqori sifatli ingotlarni olishi mumkin. VAR usuli bilan solishtirganda, CCM usuli uskunaning arzonligi va qulay ishlashining afzalliklariga ega, ammo hozirgi vaqtda bu texnologiya hali rivojlanish bosqichida.
5. Elektroslakli eritish usuli (qisqacha ESR usuli)
ESR usuli elektr energiyasini issiqlik energiyasiga aylantirish uchun elektr toki o'tkazuvchan elektroshlakdan o'tganda zaryadlangan zarrachalarning to'qnashuvidan foydalanadi. Bu metall eritish va tozalash jarayoni bo'lib, ko'pincha yuqori erish nuqtasi bo'lgan metallar va qotishmalarni, masalan, po'lat, nikel, molibden, niobiy va boshqalarni yuqori haroratda eritish va tozalash uchun ishlatiladi. U cürufga chidamliligi natijasida hosil bo'lgan issiqlik energiyasidan foydalanadi. zaryadni eritib, tozalang. ESR usuli faol bo'lmagan cürufda (CaF2) elektroshlakni eritish uchun sarflanadigan elektrodlardan foydalanadi. U to'g'ridan-to'g'ri bir xil shakldagi ingotlarga quyilishi mumkin va yaxshi sirt sifatiga ega bo'lib, keyingi jarayonda to'g'ridan-to'g'ri ishlov berishga mos keladi. Elektroshlakli eritish usulining umumiy bosqichlari:
Zaryadlash: eritiladigan va tozalanadigan metall yoki qotishmani o'choqqa yuklash. Ushbu materiallar odatda bo'laklar yoki bo'laklar bilan o'choqqa beriladi.

Arkni yoqish: o'choqning yuqori qismida ikkita elektrod (odatda uglerod elektrodlari) tomonidan elektr yoyi yaratiladi. Arkdan hosil bo'lgan yuqori harorat metallni erish haroratiga qadar qizdiradi.

Elektroformatsiyalanuvchi cüruf: metall yuzada bir nechta dielektrik qatlamlarni hosil qiluvchi metall cüruf. Bu cüruf metall oksidi va boshqa metall shlaklardan iborat bo'lib, ular metall yuzasida suzadi va keyingi tarqalishini oldini oladi.

Oqim o'tishi: metall va yoy o'rtasidagi qarshilik orqali yuqori intensiv oqim o'tishi. Bu metallni qizdirishda davom etadi, bu uning erishiga olib keladi.

Oksidlanish va tozalash: metall yuzasida hosil bo'lgan elektroshlakda oksidlar va boshqa aralashmalar metall bilan reaksiyaga kirishadi va ular chiqariladi yoki kerakli darajaga tushiriladi. Bu metallni kerakli darajada tozalashga yordam beradi