Промислове виробництво титану та титанових сплавів, незалежно від того, чи це переплавлені електроди, ковані заготовки, або виливки спеціальної форми, здебільшого отримують шляхом дугової плавки електродів у вакуумі. З розвитком і прогресом сучасних технологій, плавлення титану і титанових сплавів, включаючи дугове плавлення вакуумних витратних електродів, розробили деякі нові передові технології. Типовими технологіями останніх років є:
1. Спосіб приготування електродів для вакуумної плавки титанових сплавів з прямим додаванням тугоплавких металів.
Базуючись на традиційній підготовці електродів для плавлення титанових сплавів у вакуумі, можна використовувати метод зварювання електродів, що складаються з прямопресованих електродних блоків з певними канавками та металевих стрижнів з високою температурою плавлення, які відповідають формі канавок електродного блоку. високоякісні злитки з однорідним складом і без сегрегації, які відповідають вимогам розрахунку співвідношення шляхом вибору відповідного процесу дугової плавки у вакуумі.
2. Процес повторного пуску дуги після відключення електроенергії під час вакуумної плавки титану та титанових сплавів.
Процес повторного запуску дуги після збою живлення під час плавлення титану та титанових сплавів у вакуумі включає наступні етапи: коли дуга запускається після припинення плавлення, струм плавлення швидко збільшується до 75-80% нормального струму плавлення, і струм плавлення підтримується в цей час; коли край ванни розплаву досягає стінки тигля, він підтримується протягом 2-3 хвилин, а потім струм плавлення в цей час швидко збільшується до нормального струму плавлення. Перевага цього процесу полягає в тому, що загальний час початку дуги значно скорочується, зазор між зливком і стінкою тигля після охолодження об’єму зменшується, а внутрішня усадкова порожнина, утворена охолодженням і твердінням зливка, уникає: коли струм плавлення досягає 75 ~ 80% від нормального струму плавлення, струм плавлення підтримується протягом певного періоду часу, щоб можна було точніше контролювати швидкість плавлення електрода та затверділої маси розплаву, і велика кількість розплаву рідина не може миттєво витікати в зазор між зливком і стінкою тигля або спричиняти дефекти холодного закриття.
3. Метод плавлення та переробки відходів чистого титанового блоку
Метод плавлення та переробки відходів чистого титанового блоку використовує піч з холодним подом з електронним променем із 6 електронними гарматами, завантажує сировину з вибраних компонентів у живильник печі з холодним подом з електронно-променем, плавить і потім охолоджує отриманий злиток. печі для отримання готового продукту. Цей метод безпосередньо використовує перероблені матеріали TA1 для плавлення, уникаючи дроблення відходів, пресування електродних блоків і зварювання електродів. Плавлення одного зливка може розплавити 9 злитків із загальною вагою близько 6,5 тонн на день, а подвійне плавлення зливка може розплавити 18 злитків загальною вагою близько 13 тонн на день, що значно підвищує ефективність і швидкість переробки.
4. Електронно-променеве плавлення холодного шару та метод переробки титану та відходів, схожих на стружки з титанових сплавів
Електронно-променевий холодний шар плавлення та метод переробки для титану та титанових сплавів, подібних до відходів, процес: відповідно до складу виплавленого титану та титанового сплаву, зважте чистий титан, подібний до відходів, або зважте одну чи дві чисті відходи відходи, схожі на крихту титану, і відходи, схожі на крихту титанового сплаву, і змішують їх із губчатим титаном і чистими елементами сплаву та/або проміжними сплавами, кількість чистого титану та стружкоподібних відходів титанового сплаву, доданих до суміші, становить 10% ~ 90 % за масовою часткою; потім втисніть його в електродний блок і за допомогою електронно-променевої плавильної печі з холодним шаром здійсніть плавлення електронно-променевого холодного шару на електродному блоці, щоб отримати злиток титану або титанового сплаву. За допомогою цього методу можна отримати якісні злитки чистого титану з вмістом до 100% чистих відходів, схожих на крихту титану, або виготовити злитки якісного титанового сплаву, що містять до 90% відходів, подібних до стружки титану та титанового сплаву; потрібне тільки одне плавлення холодного шару електронним променем, і не потрібно вторинне або третинне плавлення.
5. Спосіб плавлення чистого титану та злитків титанових сплавів
Метод плавлення чистого титану та злитків титанового сплаву полягає в наступному: зважують губчастий титан або чисті сплави з добавками, проміжний сплав і губчатий титан, пресують губчастий титан або змішані чисті сплави з добавками, проміжний сплав і губчастий титан в електродні блоки, зварюють спресовані електродні блоки утворюють електроди та використовують електропроменеву піч з холодним шаром для виконання електронно-променевої плавки з холодним шаром на електродах для отримання чистих злитків титану або титанового сплаву з однорідним хімічним складом; ступінь вакууму плавлення при плавленні холодного шару електронним променем нижчий за 6×10-2Па, швидкість плавлення 70~150 кг/год, а потужність плавлення 100~300 кВт; додаткові елементи чистого сплаву та проміжні сплави складають 0% ~ 20% від загальної ваги злитків титанового сплаву. Виготовлені злитки титану та титанових сплавів мають однорідний хімічний склад, а макроскопічна структура зливків краща, ніж у злитків для вакуумного розплавлення, і немає включень з високою температурою плавлення, таких як TiN і WC.
6. Спосіб плавлення титанового сплаву, що містить легкоплавкі легуючі елементи
Спосіб промислового приготування зливка титанового сплаву, що містить легуючі елементи з високою температурою плавлення. Шляхом вибору сировини для сплаву, використання спеціально зібраних електродних блоків, використання традиційної технології плавлення вакуумної розхідної дуги, регулювання струму та напруги трьох плавлень готують злиток титанового сплаву, що містить легуючі елементи з високою температурою плавлення з однорідним хімічним складом і без включень. Метал з високою температурою плавлення рівномірно розподіляється в витратному електроді, витратний електрод простий у підготовці та низький за ціною, а параметри струму та напруги є прийнятними під час плавлення. На основі традиційного способу процесу використовуються недорогі пластини з чистого металу відповідно до конкретного методу складання витратного електрода, замість додавання дорогих проміжних сплавів та інших чистих металів до титанових сплавів використовується кілька вакуумних електродугових печей для плавлення. плавлення для отримання зливків титанового сплаву, що містять високоплавкі легуючі елементи з однорідним складом, який придатний для промислового застосування.
7. Спосіб виготовлення зливка титанового сплаву ТС4 електронно-променевою плавкою в печі з холодним подом.
Спосіб приготування зливка титанового сплаву TC4 шляхом плавлення в печі з холодним подом з електронним променем полягає в наступному: губчастий титан і алюмінієві зерна рівномірно змішуються, а потім пресуються в електродні блоки, які зварюються в електроди, а потім поміщаються у вакуумну дугову піч з розплавлюваним матеріалом для одноразова плавка для отримання лигатури Ti-AI; Ti-Al лигатура подрібнюється на частинки Ti-Al лигатури; титанова губка, частинки лигатури Al-V і частинки лигатури Ti-Al змішуються рівномірно, а потім пресуються в електродні блоки, які з’єднуються в електроди, а потім поміщаються в електронопроменеву піч з холодним подом для одноразової плавки, щоб отримати Злиток титанового сплаву TC4. Цей метод замінює алюмінієві боби на лігатуру Ti-Al, зменшує випаровуваність елементів Al, покращує коефіцієнт використання сировини та ефективність використання печей з холодним подом з електронним променем, а також печі з холодним подом з електронним променем, що використовується для одноразової плавки. має більші переваги у зниженні вартості обробки титанових матеріалів та підвищенні ефективності виробництва, а також може покращити чистоту злитків титанового сплаву та отримати високоякісні злитки.
