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鈦及鈦合金的熔煉鑄造新方法及新裝備
2023-02-03
鈦元素在地殼中的儲量僅次于鐵、鋁、銅，位居金屬元素的第四位。而且，欽合金具有一系列優異的性能，因而獲得越來越廣泛的應用。鈦合金依其應用背景可分為高溫鈦合金、結構鈦合金和功能鈦合金三種。鈦是非常活潑的金屬，在液態下，和氧、氮、氫和碳的反應相當快，因此鈦合金熔煉必須在較高的真空度或惰性氣體（ar或ne）保護下進行。熔煉用坩堝均采用水冷銅坩堝，具體的熔煉工藝主要有三種方式：（1）非自耗電極電弧爐熔煉 合金熔煉在真空或惰性氣體保護下進行。該工藝主要為自耗電極熔煉制備電極。（2）真空自耗電極電弧爐熔煉 以鈦或鈦合金制成的自耗電極為陰極，以水冷銅坩堝為陽極。熔化了的電極以液滴形式進入坩堝，形成熔池。熔池表面被電弧加熱，始終呈液態，底部和坩堝接觸的四周受到強制冷卻，產生自下而上的結晶。熔池內的金屬液凝固后成為鈦錠。（3）真空自耗電極凝殼護熔煉 熔煉裝置示意。這種熔爐是在真空自耗電極電弧爐基礎上發展起來的，它是一種將熔煉與離心澆注聯成一體的鑄造異形件的爐型。其最大的特點是在水冷銅坩堝與金屬熔體之間存在一層鈦合金固體薄殼，即所謂凝殼，這層同材質的凝殼作為坩堝的內襯，用于形成熔池儲存鈦液，避免了坩堝對鈦合金液的污染。澆注后，留在增損內的一層凝殼，可作為坩堝內襯繼續使用。 |