Titāna sakausējuma materiālu, piemēram, titāna stieņu un titāna sakausējuma stieņu, kausēšanas tehnoloģija un tehniskā perspektīva -2
1.3. Aukstās pavarda kausēšanas metode (saīsināti kā CHM metode)
Titāna un titāna sakausējuma lietņu metalurģiskie iekļaušanas defekti, ko izraisa izejvielu piesārņojums un neparasts kausēšanas process, vienmēr ir ietekmējuši5. pakāpes titāna stienisun titāna sakausējums kosmosa jomā. Lai likvidētu titāna sakausējuma lidmašīnu dzinēju rotējošo detaļu Metalurģiskos ieslēgumus, radās aukstās pavarda kausēšanas tehnoloģija. CHM metodes lielākā iezīme ir kausēšanas, attīrīšanas un sacietēšanas procesu atdalīšana, tas ir, kausētais lādiņš vispirms nonāk pavardā kausēšanai, pēc tam nonāk aukstā pavarda attīrīšanas zonā rafinēšanai un visbeidzot sacietē lietņos. kristalizācijas zona.
CHM tehnoloģijas būtiska priekšrocība ir tā, ka tā var veidot kondensāta apvalku uz aukstā pavarda sienas, un tās "viskozā zona" var uztvert augsta blīvuma ieslēgumus (HDI), piemēram, WC, Mo, Ta utt. laiks, rafinēšanas zonā, zema blīvuma ieslēgumi (HDI) Pagarināts iekļaušanas (LDI) daļiņu uzturēšanās laiks augstas temperatūras šķidrumā var nodrošināt pilnīgu LDI izšķīšanu, tādējādi efektīvi novērš iekļaušanas defektus. Tā teikt. Aukstās pavarda kausēšanas attīrīšanas mehānismu var iedalīt īpatnējā smaguma separācijā un kausēšanas separācijā.
1.3.1. Aukstās kamīna kausēšanas metode elektronu staru kūlī (saīsināti kā EBCHM metode) Elektronu kūļa kausēšana (saīsināti kā EB) ir tehnoloģisks process, kurā ātrgaitas elektronu enerģija tiek izmantota, lai pats materiāls radītu siltumu kausēšanai un attīrīšanai. EB krāsni ar aukstu kurtuvi sauc par EBCHM. EBCHM metodei ir lieliskas funkcijas, kuru tradicionālajai kausēšanas metodei nav:
(1) Efektīvi noņemiet augsta blīvuma ieslēgumus (HDI) un titāna nitrīdu, piemēram, tantalu, molibdēnu, volframu un volframa karbīdu. titāna oksīds un citi zema blīvuma ieslēgumi (LDI);
(2) Var pieņemt dažādas barošanas metodes, un titāna atlikumu reģenerācija ir salīdzinoši vienkārša, tas ir, var izmantot atkritumu materiālus, kurus nevar izmantot ar citām kausēšanas metodēm, un joprojām var ražot tīrus titāna lietņus, kas lielā mērā samazina produktu izmaksas;
(3) to var tieši ņemt paraugus un analizēt no kausēta metāla;
(4) Tas var ražot īpašas formas lietņus, samazināt ražošanas procesus, samazināt izejvielu patēriņu un palielināt ražu; EBCHM metodei ir arī šādi trūkumi:
(1) Kausēšana jāveic augsta vakuuma apstākļos, tāpēc titāna sūkli ar augstu hlorīda saturu nevar tieši kausēt;
(2) Leģējošie elementi ir gaistoši, un to ķīmiskais sastāvs ir grūti kontrolējams.
1.3.2. Plazmas aukstās slāņa kausēšanas metode (saukta par PCHM metodi)
PCHM metode izmanto plazmas loku, ko rada inertas gāzes jonizācija, kā siltuma avotu, un tā var pabeigt kušanu plašā spiediena diapazonā no zema vakuuma līdz gandrīz atmosfēras spiedienam. Šīs metodes galvenā iezīme ir tā, ka tā var garantēt sakausējuma komponentus ar dažādu tvaika spiedienu, un kausēšanas procesā nav acīmredzamu degšanas zudumu, kā arī var novērst HDI un LDI metalurģiskos defektus.
Šī metode spēj uzlabot tradicionālo Taivānas metālu īpašības un var realizēt daudzveidīgu sakausējumu kausēšanu. Tā ir ekonomiska kausēšanas metode salīdzinājumā ar tradicionālajām kausēšanas metodēm.
Ar šo kausēšanas metodi titānam un titāna sakausējumiem ideālu lietni var iegūt ar vienu kausēšanu.
Mūsdienu PCHM metodes priekšrocības ir:
① Zems ieguldījums iekārtās, viegli lietojams, drošs un uzticams;
② Var izmantot dažādu veidu un formu izejvielas, un atlikušo materiālu reģenerācijas ātrums ir augsts;
③Nodrošināt dažādo sakausējumu ķīmisko sastāvu;
④ Saprata dārgas inertās gāzes reģenerāciju un atkārtotu izmantošanu, samazinot ražošanas izmaksas. PCHM metodes trūkums ir zema elektriskā efektivitāte.
EBCHM un PCHM ir līdzīgi, jo abi var novērst HDI un LDI. Parasti pirmais ir vairāk piemērots tīra titāna kausēšanai; savukārt sakausējumiem pēdējais ir piemērotāks.
Tāpat kā VAR metode, arī abas iepriekš minētās metodes realizē plašu procesa automatizācijas vadības diapazonu, ieskaitot procesa parametrus (kausēšanas ātrumu, temperatūras sadalījumu kausēšanas un sacietēšanas laikā, sastāva izmaiņas kausēšanas laikā, nešķīstošo ieslēgumu atdalīšanu utt.) un kvalitāti.
1.4. Aukstā tīģeļa kausēšanas metode (saukta par CCM metodi)
Pagājušā gadsimta astoņdesmitajos gados uzņēmums American Ferrosilicon Company izstrādāja indukcijas kausēšanas procesu bez izdedžiem un CCM metodi izmantoja rūpnieciskajā ražošanā titāna lietņu un titāna precīzijas lējumu ražošanai. Pēdējos gados dažās ekonomiski attīstītajās valstīs CCM metode ir sākusi ienākt industrializācijā. Ražošanas apjoms, maksimālais lietņa diametrs ir 1 m, garums ir 2 m, un tās attīstības perspektīva ir iespaidīga.
CCM metodes kausēšanas process tiek veikts metāla tīģelī, kas sastāv no savstarpēji nevadošiem ar ūdeni dzesējamiem loka blokiem vai vara caurulēm. Šīs kombinācijas lielākā priekšrocība ir tā, ka atstarpe starp diviem blokiem ir uzlabots magnētiskais lauks, un spēcīgais magnētiskais lauks, ko rada maisīšana, padara ķīmisko sastāvu un temperatūru konsekventu, kas uzlabo produkta kvalitāti.
CCM metode apvieno VAR metodes īpašības un ugunsizturīgo materiālu tīģeļa indukcijas kausēšanu. Tam nav nepieciešami ugunsizturīgi materiāli un nav jāizgatavo elektrodi, lai iegūtu augstas kvalitātes lietņus ar vienmērīgu sastāvu un bez tīģeļa piesārņojuma.
Salīdzinot ar VAR metodi, CCM metodei ir zemas aprīkojuma izmaksas un vienkārša darbība, taču tehnoloģija šobrīd vēl ir izstrādes stadijā.
1.5. Elektrosārņu kausēšanas metode (saukta par ESR metodi)
ESR metode pārvērš elektrisko enerģiju siltumenerģijā, izmantojot lādētu daļiņu sadursmi, kad strāva iet caur vadošiem elektrosārņiem. Tas ir, lādiņu izkausē un attīra siltumenerģija, ko rada izdedžu pretestība. ESR metodē tiek izmantoti patērējamie elektrodi, lai veiktu elektrosārņu kausēšanu neaktīvos izdedžos (CaF2), kurus var tieši izkausēt un ieliet tādas pašas formas lietņos, un tiem ir laba virsmas kvalitāte, kas ir piemērota tiešai apstrādei nākamajā procesā. Šīs metodes priekšrocības ir:
(1) ESR krāsns pilnīga koaksialitāte nodrošina vislabākās kvalitātes lietņa atkārtojamību;
(2) lietņa aksiālā kristalizācija, kompakta un vienmērīga struktūra;
(3) īpaši augstas precizitātes elektrodu svēršanas sistēma un kušanas ātruma kontroles sistēma;
(4) Iekārta ir vienkārša un viegli lietojama. Trūkums ir tāds, ka lietņa piesārņojumu ar izdedžiem nevar noņemt.
2. Dažādu kausēšanas metožu analīze
Lieto titāna lietņu kvalitātei ir izšķiroša ietekme uz turpmāko auksti un karsti apstrādāto materiālu mikrostruktūru un īpašībām. Titāna un titāna sakausējuma lietņu kvalitāti galvenokārt mēra no šādiem aspektiem:
① Vai dažādu lietņa daļu ķīmiskais sastāvs ir vienāds;
②Vai galvenie piemaisījumi (Fe, O utt.) tiek kontrolēti atbilstošā diapazonā;
③ vai lietņa iekšpusē ir defekti, piemēram, ieslēgumi, segregācija, poras, plaisas, saraušanās dobumi un reti apelsīni;
④ Vai stieņa virsma ir gluda, bez atstarpēm, kā arī galvas saraušanās dobuma noņemšanas izmērs.
Mūsdienu kosmosa tehnoloģija izvirza stingrākas kvalitātes prasības 5. klases titāna stieņiem un titāna sakausējuma lietņiem. Papildus stingrai ražošanas procesa kvalitātes kontrolei jāizmanto daudzkārtēja kausēšana, no kurām vismaz viena tiek veikta vakuumā, lai iegūtu augstas kvalitātes lietņus. Tas prasa, lai katras kausēšanas metodes īpašības būtu vispusīgi jāizmanto, lai realizētu titāna un titāna sakausējumu fizisko metalurģisko procesu, lai iegūtu nepārtraukti reproducējamu augstas kvalitātes titāna un titāna sakausējuma lietņus ar izcilu veiktspēju.
3. Outlook
No ekonomiskā viedokļa VAR metode kā galvenā ražošanas metode turpinās nodrošināt augstas kvalitātes titāna materiālus aviācijas un neaviācijas jomām un joprojām būs ideāla metode titāna un titāna sakausējumu kausēšanai. Tomēr joprojām ir jāatrisina elektrodu sagatavošanas un lietņu tīrīšanas problēmas. NC metode galvenokārt ir piemērota atgrieztā lādiņa atgūšanai un kausēšanai. EBCHM un PCHM metodes var nodrošināt augstākas kvalitātes 5. klases titāna stieni un titānu kosmosa un citām jomām ar savām unikālajām priekšrocībām. sakausējuma lietnis. Tuvākajā nākotnē tas noteikti kļūs par nozīmīgu titāna standarta kausēšanas procesa sastāvdaļu. CCM metode un ESR metode vēl ir jāuzlabo un jāpilnveido, un ir iespējams uzsākt rūpnieciska mēroga ražošanu.
