Quá trình nấu chảy và đúc hợp kim titan và titan
Titan là một kim loại rất dễ phản ứng. Ở trạng thái lỏng, nó phản ứng rất nhanh với oxy, nitơ, hydro và carbon. Do đó, quá trình nấu chảy hợp kim titan phải được thực hiện dưới sự bảo vệ của chân không hoặc khí trơ cao hơn (argon hoặc neon). Các nồi nấu kim loại dùng để nấu chảy đều là nồi nấu bằng đồng được làm mát bằng nước. Có ba phương pháp chính cho quá trình nấu chảy cụ thể: (1) Luyện kim bằng lò hồ quang điện không tiêu hao. Luyện hợp kim được thực hiện dưới sự bảo vệ của chân không hoặc khí trơ. Quá trình này chủ yếu chuẩn bị các điện cực bằng cách nấu chảy các điện cực tiêu hao. (2) Lò luyện hồ quang điện điện cực tiêu hao chân không sử dụng điện cực tiêu hao làm bằng titan hoặc hợp kim titan làm cực âm và nồi nấu bằng đồng làm mát bằng nước làm cực dương. Điện cực nóng chảy đi vào nồi nấu kim loại ở dạng giọt, tạo thành vũng nóng chảy. Bề mặt của bể nóng chảy được làm nóng bằng hồ quang và luôn ở trạng thái lỏng, đáy và ngoại vi của nồi nấu kim loại buộc phải làm mát, dẫn đến sự kết tinh từ dưới lên. Kim loại nóng chảy trong bể nóng chảy đông cứng lại và trở thành thỏi titan. (3) Sơ đồ nguyên lý của thiết bị luyện kim bảo vệ vỏ đông tụ điện cực tiêu hao chân không. Lò nung chảy này được phát triển trên cơ sở lò hồ quang điện điện cực tiêu hao chân không. Là loại lò đúc các bộ phận có hình dạng đặc biệt kết hợp với nấu chảy và đúc ly tâm. Đặc điểm lớn nhất của nó là có một lớp vỏ hợp kim titan mỏng chắc chắn giữa nồi nấu bằng đồng làm mát bằng nước và kim loại nóng chảy, gọi là lớp vỏ đông đặc. Lớp vỏ cứng của cùng chất liệu này đóng vai trò như lớp lót bên trong của nồi nấu kim loại, tạo thành một bể nóng chảy để lưu trữ chất lỏng titan. , để tránh làm ô nhiễm nồi nấu kim loại với chất lỏng hợp kim titan. Sau khi đổ, lớp vỏ đông cứng còn sót lại trong chất thải có thể tiếp tục được sử dụng làm lớp lót nồi nấu kim loại.
Trong những năm gần đây, với sự phát triển của khoa học công nghệ và nhu cầu sản xuất, các phương pháp và thiết bị mới để nấu chảy kim loại hoạt động như hợp kim titan đã được nghiên cứu và phát triển, chủ yếu bao gồm lò chùm tia điện tử, lò plasma và lò cảm ứng chân không. và đã được áp dụng ở một mức độ nhất định. Tuy nhiên, so sánh các chỉ số kinh tế và kỹ thuật như mức tiêu thụ điện năng, tốc độ nóng chảy và chi phí, lò luyện hồ quang điện bằng điện cực tiêu hao (bao gồm cả lò vỏ) vẫn là phương pháp luyện kim tiết kiệm và có thể áp dụng nhất. Do tính chất vật lý và hóa học của titan, quá trình đúc hợp kim titan có những yêu cầu và đặc điểm riêng về số lượng vật liệu đúc và phương pháp xử lý. Một là vật liệu đúc yêu cầu độ chịu lửa rất cao; hai là việc rót phải được thực hiện dưới sự bảo vệ của chân không hoặc khí trơ ở mức độ tương đối cao, đôi khi cũng cần đến lực ly tâm. Chất liệu vỏ là khác nhau và vỏ nhiệt hạch được chia thành ba hệ thống khác nhau.
(1) Hệ vỏ than chì nguyên chất. Bột than chì với các kích cỡ hạt khác nhau được sử dụng làm chất độn chịu lửa và vật liệu chà nhám, còn nhựa được sử dụng làm chất kết dính. Vỏ có độ bền cao, trọng lượng nhẹ, chi phí thấp và nguồn nguyên liệu dồi dào. Thích hợp cho việc đổ ly tâm hoặc trọng lực.
(2) Hệ thống vỏ bề mặt kim loại chịu lửa. Nó là một hệ thống hỗn hợp, ngoại trừ lớp bề mặt yêu cầu quy trình đặc biệt do các vật liệu đúc khác nhau (kim loại chịu lửa như bột vonfram), trong khi lớp sau giống như thép đúc từ vật liệu đúc đến đúc đầu tư. Quy trình làm vỏ.
(3) Hệ thống vỏ gốm oxit. Cả lớp bề mặt và lớp sau của vỏ khuôn đều sử dụng oxit làm vật liệu đúc nên vỏ khuôn có độ bền cao và độ dẫn nhiệt nhỏ nhất trong số 3 lớp vỏ khuôn, thích hợp để đúc các loại vật đúc có thành mỏng phức tạp. hình dạng.
Các vật đúc titan được đúc bởi ba hệ thống vỏ trên có rất ít sự khác biệt về thành phần hóa học và tính chất cơ học; nhưng chất lượng bề mặt khác nhau đáng kể và tốc độ co ngót của hai lớp vỏ sau nhỏ hơn đáng kể so với vỏ than chì, do đó độ chính xác về kích thước của vật đúc kém.
