Tecnologia e perspectiva técnica de fundição de materiais de liga de titânio, como haste de titânio e haste de liga de titânio -1

Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia e a melhoria dos padrões de vida das pessoas,Barra de titânio grau 5 é cada vez mais usado na produção industrial, aeroespacial, defesa nacional e na vida cotidiana, de modo que os requisitos para titânio e ligas de titânio c e desempenho estão aumentando. Quanto maior a fundição, a fundição das matérias-primas da liga de titânio é, sem dúvida, o elo mais importante e crítico. A qualidade de sua fundição afeta diretamente se os indicadores de desempenho dos produtos acabados após o processamento subsequente atendem aos requisitos do produto, promovendo assim o desenvolvimento de moderna tecnologia de fundição para ligas de titânio. Estas incluem o desenvolvimento de novas tecnologias, como feixes de elétrons e fornos de resfriamento de plasma, que criaram boas condições e bases para melhorar a qualidade metalúrgica e as propriedades mecânicas dos lingotes de liga de titânio.

1. Método de fusão de liga de titânio

1.1 Método de fusão em forno elétrico a arco consumível a vácuo (referido como método VAR)

Com o desenvolvimento da tecnologia de vácuo e a aplicação de computadores, o método VAR rapidamente se tornou uma tecnologia de produção industrial madura para barras de titânio grau 5. A maior parte do titânio atual e seus lingotes de liga são produzidos por esse método. As principais características do método VAR são baixo consumo de energia, alta velocidade de fusão e reprodutibilidade de boa qualidade. O lingote fundido pelo método VAR possui boa estrutura cristalina e composição química uniforme. Normalmente, o lingote acabado deve ser derretido pelo método VAR. São necessários pelo menos dois tempos de refusão.

A produção de lingotes de titânio pelo método VAR é basicamente semelhante aos processos utilizados por fabricantes em todo o mundo. A diferença está na utilização de diferentes métodos e equipamentos de preparação de eletrodos. A preparação do eletrodo pode ser dividida em três categorias. O processo de soldagem por eletrodo está excluído: o segundo é pressionar um único eletrodo e soldá-lo em um eletrodo consumível. E soldado em um por soldagem a arco de plasma e argônio ou soldagem a vácuo; a terceira é usar outros métodos de fusão para preparar eletrodos de fundição.

Características técnicas e vantagens do moderno forno VAR avançado:

(1) Entrada de energia coaxial total, ou seja, coaxialidade completa na altura do corpo do forno, chamada fonte de alimentação coaxial', para reduzir a ocorrência de segregação;

(2) A calibração elétrica dentro do cadinho pode ser ajustada no eixo X/eixo Y;

(3) Equipado com um sistema preciso de pesagem de eletrodo, a taxa de fusão é controlada automaticamente, realizando uma fusão em velocidade constante. Garantida a qualidade da fundição;

(4) Garantir a repetibilidade e consistência de cada fundição;

(5) Flexibilidade, ou seja, um forno pode produzir uma variedade de tipos de lingotes e lingotes em larga escala, o que pode aumentar significativamente a produtividade;

(6) Tem boa economia.

O método de "fonte de alimentação coaxial" pode evitar o vazamento de polarização magnética causado pela corrente de alimentação desequilibrada do cadinho, enfraquecer ou eliminar o efeito adverso do campo magnético induzido nos produtos de fundição e melhorar a eficiência elétrica, de modo a obter lingotes com qualidade estável.

O objetivo da "fundição em velocidade constante" é melhorar a qualidade do lingote. O avançado sistema de controle elétrico e o sensor de peso são usados ​​para garantir o comprimento constante do arco e a taxa de fusão constante durante o processo de fundição, controlando assim o processo de coagulação. Pode prevenir eficazmente a segregação e garantir a qualidade inerente do lingote.

Além das duas características acima, o forno VAR para fundição moderna de titânio também realizou o forno VAR em grande escala. O moderno forno VAR pode derreter lingotes grandes com diâmetro de 1,5m e peso de 32t. O método vAR é o padrão para titânio moderno e ligas de titânio. Método de fundição industrial. Ainda existem as seguintes tecnologias a serem resolvidas. Primeiro, o método de preparação do eletrodo. O processo de preparação do eletrodo é muito complicado. É necessário usar uma prensa cara para pressionar o titânio esponjoso, a liga mestre e o resíduo de retorno em um eletrodo inteiro ou em uma única chave elétrica pequena. O eletrodo único precisa ser soldado em um eletrodo consumível. Ao mesmo tempo, para garantir a uniformidade da composição do eletrodo consumível, também é necessário configurar os recursos correspondentes, como pano, pesagem e mistura. Em segundo lugar, existem defeitos metalúrgicos ocasionais, como segregação, como segregação de composição e segregação de solidificação. O primeiro é devido à distribuição desigual de elementos de impureza ou elementos de liga no eletrodo. É produzido por solidificação quando a fundição é tarde demais para equilibrar a distribuição; o último é devido às inclusões ocasionais de alta densidade (HDI) e inclusões de baixa densidade (LDI), essas inclusões não podem ser completamente dissolvidas durante o processo de fundição, resultando em defeitos metalúrgicos extremamente prejudiciais, como inclusões.

1.2 Método de fundição em forno a arco a vácuo não consumível (método NC simplificado) Atualmente, o eletrodo de cobre resfriado a água substituiu o lançador elétrico de ouro de Taiwan de tungstênio-tório ou a polia elétrica de grafite no estágio inicial da indústria de titânio, que resolveu o problema da poluição industrial, tornando assim o método NC Tornou-se um método importante para a fundição de titânio e ligas de titânio, e fornos NC de várias toneladas têm operado na Europa e nos Estados Unidos. Os eletrodos de cobre resfriados a água são divididos em dois tipos: um é auto-rotativo; o outro é o campo magnético rotativo, cuja finalidade é evitar que o arco queime o eletrodo. Os fornos NC também podem ser divididos em dois tipos: um é derreter matérias-primas em cadinhos de cobre resfriados a água e lançá-los em lingotes em moldes de cobre resfriados a água; a outra é inserir continuamente matérias-primas em cadinhos de cobre resfriados a água para fusão e solidificação.

As vantagens da fundição NC são:

① O processo de prensagem de eletrodos e eletrodos de soldagem pode ser omitido;

② Pode fazer com que o arco permaneça no material por muito tempo, melhorando assim a homogeneidade da composição do lingote;

③ Podem ser usadas matérias-primas de diferentes formas e tamanhos, e 100% de materiais residuais podem ser adicionados durante o processo de fundição para realizar a reciclagem da barra de titânio grau 5. Como processo de fundição, o método NC é bastante benéfico em termos de melhoria da taxa de recuperação de materiais residuais e redução de custos. Normalmente, o forno NC e o forno VAR são usados ​​juntos para aproveitar ao máximo suas respectivas vantagens.