Які процеси відбуваються під час плавлення та лиття титанових злитків?

Процес плавлення та лиття титанових злитків в основному включає кілька етапів, таких як рафінування сировини, рафінування, підготовка прес-форм, об’єднання електродів, плавка, лиття, охолодження та очищення. Нижче наведено три основні процеси процесу плавлення та лиття титанових зливків: дозування, об’єднання електродів і впровадження лиття:
1. Переробка сировини:
Процес плавлення та лиття титанових зливків починається з рафінування сировини. Загалом, основною сировиною є титанові руди, такі як рутил, ільменіт тощо. Ці руди потребують таких процесів, як збагачення руди та дроблення для вилучення діоксиду титану (TiO2) вищої чистоти.
Отриманий діоксид титану очищається в хлорований титанат високої чистоти за допомогою таких методів, як атмосфера, розчинник або хімічна реакція. Цей процес також включає серію розділень, очищення та хімічних реакцій, щоб гарантувати, що кінцевий продукт має необхідну чистоту. Титановий сплав визначає співвідношення елементів сплаву за такими принципами:
(1) допустимий діапазон коливань елементів сплаву та вмісту домішок, а також оптимальний діапазон складу, необхідний для отримання оптимальних характеристик сплаву;
(2) Спосіб плавлення та кількість разів плавлення;
(3) Швидкість втрат при горінні та швидкість випаровування елементів сплаву під час процесу вакуумної плавки відходів;
(4) Методи приєднання та фізичні властивості елементів сплаву.
Взагалі кажучи, для елементів з високою швидкістю втрат при запалюванні та легким випаровуванням пропорції їх компонентів повинні бути близькими до верхньої межі або перевищувати його, тоді як для елементів, які менш схильні до втрат від випаровування, їхні пропорції компонентів повинні бути в середньому діапазоні необхідного діапазон.
2. Інгібування електродних блоків
Підготовка форми:
Підготовка форми відноситься до підготовки форми для лиття, тобто остаточної форми титанового зливка. Як правило, це передбачає використання спеціальних піщаних форм або інших матеріалів, стійких до високих температур, щоб підготувати відповідну форму для форми кінцевого продукту. Основними вимогами до електродів при виплавці плавких матеріалів є:
(1) Достатня міцність;
(2) Достатня провідність;
(3) прямолінійність;
(4) Елементи сплаву в електроді розумно розподілені;
(5) Без вологи та забруднення.
Існує два способи виготовлення цілісних електродів: пресування (також ділиться на вертикальне пресування та горизонтальне пресування) та екструзія (також ділиться на горизонтальне та вертикальне). Найбільш поширеним методом є метод придушення.
Щільність електродного блоку залежить від пресованої сировини. Загалом, щільність електродного блоку має бути більше 3,2 г/см3, щоб відповідати вимогам плавлення. Як правило, використовується прес з тиском від 300 до 500 МПа.
Електродно-монтажне зварювання полягає у складанні та зварюванні пресованих одинарних електродних блоків в електроди необхідного перерізу і довжини для плавлення дугового плавлення. У промисловості часто використовуються плазмове зварювання в захисному аргоні, вакуумне плазмове та електронно-променеве зварювання. Щоб запобігти змішуванню включень з високою питомою вагою, дугове зварювання вольфрамом зазвичай не застосовують. Чистота газу аргону для зварювання становить 99,99%.
3. Період від початку подачі електроенергії до завершення всього плавлення шихти (крім суцільної арочної перемички над ванною розплаву) називається стадією плавлення шихти.
На ранній стадії плавлення питомий опір новододаної шихти великий, електроди знаходяться в безпосередньому контакті з шихтою, і шихта нагрівається теплом опору шихти. У цей час вхідний струм невеликий, але відносно стабільний, і в цей період домінує нагрів резистора. Але це тривало недовго. Коли шихта під електродом плавиться з утворенням трьох «розплавлених басейнів тигля», тепло дуги генерується між електродами та «розплавленим басейном тигля», нагріваючи заряд, і розплавлена ​​ванна поступово розширюється назовні, доки три електроди не з’єднаються. «Великий басейн танення». Під час переходу від «тигельної ванни розплаву» до «великої ванни розплаву» внаслідок зменшення нерозплавленого матеріалу печі його питомий опір поступово стає меншим, тому тепло опору матеріалу печі поступово зменшується; і нагрівання дуги між електродом і «розплавленою ванною тигля». Частка виходу поступово зростає. Приблизно через півгодини від початку плавлення тепло дуги стає домінуючим. Вищезгаданий «перехідний період» є нестійким періодом плавлення високотитанового шлаку. По-перше, тому що опір лінії, через яку проходить струм (електрод → ванна тигля → нерозплавлений матеріал печі → ванна тигля → електрод), змінюється з часом; по-друге, твердий матеріал над «тигельною ванною» часто руйнується в розплавлену ванну, викликаючи бурхливі реакції, викликаючи кипіння шлаку. Крім того, це явище «розпаду матеріалу-кипіння шлаку» є нерегулярним.