Los métodos de fundición de aleaciones de titanio generalmente se dividen en: 1. Método de fundición de horno de arco consumible al vacío; 2. Método de fundición en horno de arco al vacío no consumible; 3. Método de fundición de solera fría; 4. Método de fundición en crisol frío; 5. Electroescoria de fundición cinco métodos.
1. Método de fusión en horno de arco consumible al vacío (conocido como método VAR)
Con el desarrollo de la tecnología de vacío y la aplicación de computadoras, el método VAR se convirtió rápidamente en una tecnología de producción industrial madura para el titanio, y la mayor parte del titanio actual y sus lingotes de aleación se producen utilizando este método. Las características más destacadas del método VAR son el bajo consumo de energía, la alta tasa de fusión y la reproducibilidad de buena calidad. Los lingotes fundidos por el método VAR tienen buena estructura cristalográfica y composición química uniforme. Por lo general, el lingote terminado debe obtenerse fundiendo el método VAR. Se requieren al menos dos refundiciones. En la producción de lingotes de titanio por el método VAR, los procesos utilizados por los fabricantes de todo el mundo son básicamente similares, y la diferencia radica en el uso de diferentes métodos y equipos de preparación de electrodos. La preparación de electrodos se puede dividir en tres categorías, una es el uso de electrodos integrales que se presionan continuamente por porciones, eliminando el proceso de soldadura de electrodos; el otro es el prensado de electrodos de una sola pieza, que se adaptan y sueldan en electrodos consumibles. Y a través de soldadura por arco de argón de plasma o soldadura al vacío para soldar en uno; el tercero es usar otros métodos de fundición para preparar electrodos fundidos.
Características técnicas y ventajas de los modernos hornos VAR avanzados:
(1) Entrada de energía coaxial completa, es decir, coaxialidad completa en la altura de todo el cuerpo del horno, denominada fuente de alimentación coaxial, para reducir la ocurrencia de segregación;
(2) La calibración eléctrica en el crisol se puede ajustar en el eje X/eje Y;
(3) Tiene un sistema de pesaje de electrodos preciso y la tasa de fusión se controla automáticamente para lograr una fusión de velocidad constante. Calidad de fusión garantizada;
(4) Asegurar la repetibilidad y consistencia de cada fundición;
(5) Flexibilidad, es decir, un horno puede producir una variedad de tipos de lingotes y lingotes a gran escala, lo que puede mejorar en gran medida la productividad;
(6) Tiene buena economía. El método de "fuente de alimentación coaxial" puede evitar la fuga de polarización magnética causada por la corriente de suministro desequilibrada del crisol. Atenuar o eliminar los efectos adversos de los campos magnéticos inducidos en los productos de fundición. Y se mejora la eficiencia eléctrica, obteniendo así lingotes con calidad estable. El propósito de la "fundición a velocidad constante" es mejorar la calidad del lingote, a través del sistema de control electrónico avanzado y el sensor de peso para garantizar una longitud de arco y una velocidad de fusión constantes durante el proceso de fundición, a fin de controlar el proceso de solidificación. Puede prevenir efectivamente la segregación y asegurar la calidad inherente del lingote. Además de las dos características anteriores, el horno VAR moderno para la fundición de titanio también realiza el horno VAR a gran escala. El horno VAR moderno puede fundir lingotes grandes con un diámetro de 1,5 m y un peso de 32 t. El método vAR es el método de fusión industrial estándar para el titanio moderno y las aleaciones de titanio. Existen las siguientes tecnologías a resolver. En primer lugar, el método de preparación de electrodos. El proceso de preparación de electrodos es muy complicado. Es necesario utilizar una prensa costosa para prensar la esponja de titanio, la aleación intermedia y el material residual de retorno en un electrodo integral o un solo disparador eléctrico pequeño. También es necesario soldar un solo electrodo en un electrodo consumible. Al mismo tiempo, para garantizar la uniformidad de la composición de los electrodos consumibles, también es necesario configurar las instalaciones correspondientes, como tela, pesaje y mezcla. En segundo lugar, existen defectos metalúrgicos ocasionales, como la segregación. Como la segregación de composición y la segregación de solidificación. www.lh-ti.com introdujo que el primero se debe a la distribución desigual de elementos de impureza o elementos de aleación en el electrodo. Este último es causado por la introducción ocasional de inclusiones de alta densidad (HDI) e inclusiones de baja densidad (LDI) en las materias primas o el proceso, y estas inclusiones no pueden disolverse por completo durante el proceso de fundición. Conducir a la generación de defectos metalúrgicos como inclusiones extremadamente dañinas.
2. Método de fundición en horno de arco al vacío no consumible (método Jian Mi NC)
En la actualidad, el electrodo de cobre enfriado por agua ha reemplazado la galvanoplastia de tungsteno-torio o la galvanoplastia de grafito en la etapa inicial de la industria del titanio, resolviendo el problema de la contaminación industrial, por lo que el método NC se ha convertido en un método importante para la fundición de titanio y titanio. oro. Los hornos NC ya están funcionando en Europa y América. Hay dos tipos de electrodos de cobre enfriados por agua: uno es autorrotativo; el otro es un campo magnético giratorio, cuyo propósito es evitar que el arco queme el electrodo. Los hornos NC también se pueden dividir en dos tipos: uno es para fundir materias primas en un crisol de cobre enfriado por agua y moldear lingotes en un molde de cobre enfriado por agua; el otro consiste en verter continuamente las materias primas en un crisol de cobre refrigerado por agua, fundirlas y solidificarlas. Las ventajas de la fundición NC son: 1. Se puede omitir el proceso de prensado de electrodos y soldadura de electrodos; 2. El arco puede permanecer en el material durante mucho tiempo, mejorando así la homogeneización de la composición del lingote; 3. Las materias primas de diferentes formas y tamaños se pueden utilizar en Durante el proceso de fundición, también se puede agregar 100 por ciento de material residual para realizar el reciclaje de titanio. Como proceso de fundición, el método NC es bastante beneficioso en términos de mejorar la tasa de recuperación de materiales residuales y reducir costos. Por lo general, los hornos NC y los hornos VAR se utilizan en combinación para aprovechar al máximo sus respectivas ventajas.
3. Método de fusión en solera fría (denominado método CHM)
Los defectos de inclusión metalúrgicos de los lingotes de titanio y aleación de titanio causados por la contaminación de las materias primas y el proceso de fundición anormal siempre han afectado la aplicación del titanio y la aleación de titanio en el campo aeroespacial. Con el fin de eliminar las inclusiones metalúrgicas en las piezas giratorias de los motores de aviación de aleación de titanio, surgió la tecnología de fusión en solera fría. La característica más importante del método CHM es la separación de los procesos de fusión, refinación y solidificación, es decir, la carga fundida se funde primero después de ingresar a la solera de maruca, luego ingresa a la zona de refinación de la solera fría para refinar y finalmente se solidifica. en lingotes en la zona de cristalización. La ventaja significativa de la tecnología CHM es que se puede formar una costra de condensado en la pared del lecho del hogar frío, y su "zona viscosa" puede capturar inclusiones de alta densidad (HDI) como WC, Mo, Ta, etc. Al mismo tiempo, en la zona de refinación, las inclusiones de baja densidad. El tiempo de residencia prolongado de las partículas (LDI) en el líquido a alta temperatura puede garantizar la disolución completa de LDI, eliminando así de manera efectiva los defectos de inclusión. Es decir. El mecanismo de purificación de la fundición de solera fría se puede dividir en dos tipos: separación por gravedad y separación por fusión.
3.1 Método de fusión en solera fría con haz de electrones (EBCHM para abreviar) La fusión con haz de electrones (EB para abreviar) es un proceso en el que la energía de los electrones de alta velocidad se utiliza para hacer que el material genere calor para la fundición y el refinado. Un horno EB con solera fría se llama EBCHM. El método EBCHM tiene excelentes funciones que el método de fundición tradicional no tiene:
(1) Elimina eficazmente las inclusiones de alta densidad (HDI) como el tantalio, el molibdeno, el tungsteno, el carburo de tungsteno y el nitruro de titanio. inclusiones de baja densidad (LDI) como el óxido de titanio;
(2) Puede aceptar una variedad de métodos de alimentación, y la recuperación de residuos de titanio es relativamente fácil, es decir, se pueden usar desechos que no se pueden usar con otros métodos de fundición, y aún se pueden obtener lingotes de titanio puro, lo que reduce en gran medida el costo del producto;
(3) Puede tomarse una muestra directamente del metal líquido para análisis y pruebas;
(4) Puede producir lingotes de forma especial, reducir el proceso de producción, reducir el consumo de materias primas y mejorar el rendimiento;
El método EBCHM también tiene las siguientes desventajas:
(1) La fundición debe llevarse a cabo en condiciones de alto vacío, por lo que la esponja de titanio con alto contenido de cloruro no se puede utilizar para la fundición directa;
(2) Los elementos de aleación son volátiles y su composición química es difícil de controlar.
3.2 Método de fundición en lecho frío de plasma (llamado método PCHM)
El método PCHM utiliza el arco de plasma generado por la ionización del gas inerte como fuente de calor y puede completar la fundición en un amplio rango de presión desde bajo vacío hasta casi la presión atmosférica. La característica notable de este método es que puede garantizar componentes de aleación con diferentes presiones de vapor y no hay una diferencia obvia en el proceso de fundición. Este método tiene la capacidad de mejorar las propiedades tradicionales de los metales y puede realizar la fundición de diversas aleaciones. Es un método más económico que los métodos tradicionales de fundición. método de fundición. Con este método de fundición, para titanio y aleaciones de titanio, se pueden obtener lingotes ideales en una sola fundición. Las ventajas del método PCHM moderno son:
①La inversión en equipos es baja, fácil de operar, segura y confiable;
② Se pueden usar diferentes tipos y formas de materias primas, y la tasa de recuperación de materiales residuales es alta;
③ Asegurar la composición química de aleaciones diversificadas;
④ Realice costosas recuperaciones y reutilizaciones de gas inerte, lo que reduce los costos de producción. La desventaja del método PCHM es la baja eficiencia eléctrica. EBCHM y PCHM son similares en que ambos pueden eliminar HDI y LDI. Generalmente, el primero es más adecuado para fundir titanio puro; para aleaciones, este último es más adecuado. Al igual que el método VAR, los dos métodos anteriores realizan una amplia gama de control de automatización de procesos, incluidos los parámetros del proceso (velocidad de fusión, distribución de temperatura durante la fundición y la solidificación, cambios en la composición durante la fundición, grado de eliminación de inclusiones insolubles, etc.) y calidad. . .
4. Método de fusión en crisol frío (método CCM para abreviar)
En la década de 1980, American Ferrosilicon Company desarrolló el proceso de fusión por inducción sin escoria e introdujo el método CCM en aplicaciones de producción industrial para la producción de lingotes de titanio y fundiciones de precisión de titanio. En los últimos años, en algunos países económicamente desarrollados, el método CCM ha comenzado a ingresar a la escala de producción industrial. El diámetro máximo del lingote es de 1 my la longitud es de 2 m, y su perspectiva de desarrollo es llamativa. El proceso de fundición del método CCM se lleva a cabo en un crisol de metal que es una combinación de bloques de arco enfriados por agua o tubos de cobre que no son conductores entre sí. La mayor ventaja de esta combinación es que el espacio entre cada dos bloques es un campo magnético mejorado y se genera un campo magnético fuerte. La agitación alinea la composición química y la temperatura, lo que mejora la calidad del producto. El método CCM combina las características del método VAR y la fusión por inducción en crisol de materiales refractarios. No requiere materiales refractarios ni electrodos para obtener lingotes de alta calidad con composición uniforme y sin contaminación del crisol. En comparación con el método VAR, el método CCM tiene las ventajas de un bajo costo de equipo y una operación simple, pero desde el punto de vista actual, la tecnología aún se encuentra en etapa de desarrollo.
5. Método de fundición por electroescoria (denominado método ESR)
El método ESR convierte la energía eléctrica en energía térmica utilizando la colisión de partículas cargadas cuando una corriente eléctrica pasa a través de la electroescoria conductora. Es decir, la energía térmica generada por la resistencia de la escoria se utiliza para fundir y refinar la carga. El método ESR utiliza electrodos consumibles para la fundición de electroescoria en escoria inactiva (CaF2), que se puede moldear directamente en lingotes de la misma forma y tiene una buena calidad de superficie, lo que es adecuado para el procesamiento directo en el siguiente proceso. Las ventajas de este método son:
(1) La coaxialidad completa del horno ESR garantiza la repetibilidad de los lingotes de la mejor calidad;
(2) El lingote se cristaliza en la dirección axial y la estructura es densa y uniforme;
(3) Sistema de pesaje de electrodos y sistema de control de velocidad de fundición con una precisión extremadamente alta;
(4) El equipo es simple y la operación es conveniente. La desventaja es que la contaminación del lingote por la escoria no se puede drenar.
Contáctenos para más información. Gracias
nicole
Empresa: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
País: China
Agregue: Baoti road, Jintai, ciudad de Baoji, Shaanxi, China
Cel: más 86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Sitio web: www.jm-titanium.com
