Technoleg a rhagolygon technegol mwyndoddi deunyddiau aloi titaniwm fel gwialen titaniwm a gwialen aloi titaniwm -2

1.3 Dull toddi aelwyd oer (a dalfyrrir fel dull CHM)

Mae diffygion cynhwysiant metelegol ingotau aloi titaniwm a thitaniwm a achosir gan lygredd deunydd crai a phroses mwyndoddi annormal bob amser wedi effeithio ar gymhwysoBar Titaniwm Gradd 5ac aloi titaniwm yn y maes awyrofod. Er mwyn dileu'r rhannau cylchdroi injan awyrennau aloi titaniwm Cynhwysiant metelegol, daeth technoleg mwyndoddi aelwyd oer i fodolaeth. Nodwedd fwyaf y dull CHM yw gwahanu prosesau toddi, mireinio a chaledu, hynny yw, mae'r tâl tawdd yn mynd i mewn i'r aelwyd i'w doddi yn gyntaf, yna'n mynd i mewn i ardal buro'r aelwyd oer i'w mireinio, ac yn olaf yn solidoli i mewn i ingotau yn y ardal grisialu.

Mantais sylweddol technoleg CHM yw y gall ffurfio cragen cyddwysiad ar wal yr aelwyd oer, a gall ei "barth gludiog" ddal cynhwysiant dwysedd uchel (HDI) megis WC, Mo, Ta, ac ati. amser, yn y parth mireinio, cynhwysiant dwysedd isel (HDI) Gall yr amser preswylio estynedig o gynhwysiant (LDI) gronynnau mewn hylif tymheredd uchel sicrhau diddymiad cyflawn LDI, a thrwy hynny gael gwared ar ddiffygion cynhwysiant yn effeithiol. Hynny yw. Gellir rhannu'r mecanwaith puro o smeltio aelwyd oer yn wahanu disgyrchiant penodol a gwahanu toddi.

1.3.1 Dull toddi aelwyd oer pelydr electron (a dalfyrrir fel dull EBCHM) Mae toddi pelydr electron (a dalfyrrir fel EB) yn broses dechnolegol lle mae egni electronau cyflym yn cael ei ddefnyddio i wneud i'r defnydd ei hun gynhyrchu gwres ar gyfer mwyndoddi a choethi. Gelwir y ffwrnais EB ag aelwyd oer yn EBCHM. Mae gan ddull EBCHM swyddogaethau rhagorol nad oes gan y dull mwyndoddi traddodiadol:

(1) Dileu cynhwysion dwysedd uchel (HDI) a nitrid titaniwm fel tantalwm, molybdenwm, twngsten, a charbid twngsten yn effeithiol. Titaniwm ocsid a chynhwysion dwysedd isel eraill (LDI);

(2) Gellir derbyn amrywiaeth o ddulliau bwydo, ac mae adfer gweddillion titaniwm yn gymharol hawdd, hynny yw, gellir defnyddio deunyddiau gwastraff na ellir eu defnyddio gan ddulliau mwyndoddi eraill, a gellir dal i gynhyrchu ingotau titaniwm pur, sy'n fawr yn lleihau cost cynhyrchion;

(3) Gellir ei samplu a'i ddadansoddi'n uniongyrchol o fetel tawdd;

(4) Gall gynhyrchu ingotau siâp arbennig, lleihau prosesau cynhyrchu, lleihau'r defnydd o ddeunydd crai, a chynyddu cynnyrch; mae gan ddull EBCHM yr anfanteision canlynol hefyd:

(1) Mae angen toddi o dan amodau gwactod uchel, felly ni ellir mwyndoddi sbwng titaniwm â chynnwys clorid uchel yn uniongyrchol;

(2) Mae elfennau aloi yn gyfnewidiol ac yn anodd rheoli'r cyfansoddiad cemegol.

1.3.2 Dull toddi gwely oer plasma (a elwir yn ddull PCHM)

Mae'r dull PCHM yn defnyddio'r arc plasma a gynhyrchir gan ionization nwy anadweithiol fel ffynhonnell wres, a gall gwblhau toddi mewn ystod pwysedd eang o wactod isel i bwysau atmosfferig agos. Nodwedd amlwg y dull hwn yw y gall warantu cydrannau aloi â gwahanol bwysau anwedd, ac nid oes unrhyw golled llosgi amlwg yn ystod y broses fwyndoddi, a gall hefyd ddileu diffygion metelegol HDI a LDI.

Mae gan y dull hwn y gallu i wella priodweddau metelau traddodiadol Taiwan, a gall wireddu toddi aloion amrywiol. Mae'n ddull toddi darbodus o'i gymharu â dulliau toddi traddodiadol.

Gyda'r dull hwn o fwyndoddi, ar gyfer aloion titaniwm a thitaniwm, gellir cael ingot delfrydol trwy un mwyndoddi.

Mae manteision y dull PCHM modern fel a ganlyn:

① Buddsoddiad offer isel, hawdd ei weithredu, yn ddiogel ac yn ddibynadwy;

② Gellir defnyddio deunyddiau crai o wahanol fathau a ffurfiau, ac mae cyfradd adennill deunyddiau gweddilliol yn uchel;

③Sicrhau cyfansoddiad cemegol aloion amrywiol;

④ Wedi sylweddoli adfer ac ailddefnyddio nwy anadweithiol drud, gan leihau costau cynhyrchu. Anfantais y dull PCHM yw bod yr effeithlonrwydd trydanol yn isel.

Mae EBCHM a PCHM yn debyg gan y gall y ddau ddileu HDI a LDI. Yn gyffredinol, mae'r cyntaf yn fwy addas ar gyfer mwyndoddi titaniwm pur; tra ar gyfer aloion, mae'r olaf yn fwy addas.

Fel y dull VAR, mae'r ddau ddull uchod yn gwireddu ystod eang o reolaeth awtomeiddio prosesau, gan gynnwys paramedrau proses (cyflymder mwyndoddi, dosbarthiad tymheredd yn ystod mwyndoddi a solidoli, newidiadau cyfansoddiad yn ystod mwyndoddi, cael gwared ar gynhwysiant anhydawdd, ac ati) ac ansawdd.

1.4 Dull toddi crychadwy oer (y cyfeirir ato fel dull CCM)

Yn yr 1980au, datblygodd Cwmni Ferrosilicon America broses smeltio anwytho di-slag a gwthiodd y dull CCM i gynhyrchu diwydiannol ar gyfer cynhyrchu ingotau titaniwm a castiau manwl titaniwm. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mewn rhai gwledydd datblygedig yn economaidd, mae'r dull CCM wedi dechrau mynd i mewn i ddiwydiannu Maint y cynhyrchiad, diamedr uchaf yr ingot yw 1 m, mae'r hyd yn 2m, ac mae ei ragolygon datblygu yn drawiadol.

Mae proses doddi'r dull CCM yn cael ei chynnal mewn crucible metel sy'n cynnwys blociau arc wedi'u hoeri â dŵr nad ydynt yn ddargludol neu diwbiau copr. Mantais fwyaf y cyfuniad hwn yw bod y bwlch rhwng pob dau floc yn faes magnetig gwell, ac mae'r maes magnetig cryf a gynhyrchir gan Stirring yn gwneud y cyfansoddiad cemegol a'r tymheredd yn gyson, sy'n gwella ansawdd y cynnyrch.

Mae'r dull CCM yn cyfuno nodweddion y dull VAR a'r toddi sefydlu crucible o ddeunyddiau anhydrin. Nid oes angen deunyddiau gwrthsafol arno ac nid oes angen iddo wneud electrodau i gael ingotau o ansawdd uchel gyda chyfansoddiad unffurf a dim llygredd crucible.

O'i gymharu â'r dull VAR, mae gan y dull CCM fanteision cost offer isel a gweithrediad hawdd, ond mae'r dechnoleg yn dal i fod yn y cyfnod datblygu ar hyn o bryd.

1.5 Dull mwyndoddi electroslag (cyfeirir ato fel dull ESR)

Mae'r dull ESR yn trosi ynni trydanol yn ynni gwres trwy ddefnyddio gwrthdrawiad gronynnau gwefredig pan fydd cerrynt yn mynd trwy electroslag dargludol. Hynny yw, mae'r tâl yn cael ei doddi a'i fireinio gan yr egni gwres a gynhyrchir gan wrthwynebiad y slag. Mae'r dull ESR yn defnyddio electrodau traul i wneud mwyndoddi electroslag mewn slag anweithredol (CaF2), y gellir ei doddi'n uniongyrchol a'i fwrw i mewn i ingotau o'r un siâp, ac mae ganddo ansawdd wyneb da, sy'n addas ar gyfer prosesu uniongyrchol yn y broses nesaf. Mae manteision y dull hwn fel a ganlyn:

(1) Mae cyfecheledd cyflawn y ffwrnais ESR yn sicrhau ailadroddadwyedd yr ingot o ansawdd gorau;

(2) Crisialu echelinol o strwythur ingot, cryno ac unffurf;

(3) System pwyso electrod hynod fanwl gywir a system rheoli cyfradd toddi;

(4) Mae'r offer yn syml ac yn hawdd i'w weithredu. Yr anfantais yw na ellir dileu llygredd yr ingot gan y slag.

2. Dadansoddiad o wahanol ddulliau mwyndoddi

Mae ansawdd ingotau titaniwm cast yn dylanwadu'n bendant ar ficrostrwythur a phriodweddau deunyddiau wedi'u prosesu oer a phoeth dilynol. Mae ansawdd ingotau aloi titaniwm a thitaniwm yn cael ei fesur yn bennaf o'r agweddau canlynol:

① A yw cyfansoddiad cemegol gwahanol rannau o'r ingot yn unffurf;

② A yw'r prif amhureddau (Fe, O, ac ati) yn cael eu rheoli o fewn ystod briodol;

③ A oes diffygion megis cynhwysiant, gwahanu, mandyllau, craciau, ceudodau crebachu ac orennau gwasgaredig y tu mewn i'r ingot;

④ A yw wyneb yr ingot yn llyfn, heb fylchau, a maint y ceudod crebachu pen tynnu.

Mae technoleg awyrofod heddiw yn cyflwyno gofynion ansawdd llymach ar gyfer Bar Titaniwm Gradd 5 ac ingotau aloi titaniwm. Yn ogystal â rheoli ansawdd y broses gynhyrchu yn llym, dylid defnyddio mwyndoddi lluosog, a gwneir o leiaf un ohonynt mewn gwactod i gael ingotau o ansawdd uchel. Mae hyn yn ei gwneud yn ofynnol bod nodweddion pob dull mwyndoddi yn cael eu defnyddio'n gynhwysfawr i wireddu'r broses metelegol ffisegol o aloion titaniwm a thitaniwm, er mwyn cael ingotau titaniwm a aloi titaniwm o ansawdd uchel y gellir eu hatgynhyrchu'n barhaus gyda pherfformiad rhagorol.

3. Rhagolwg

O safbwynt economaidd, fel y prif ddull cynhyrchu, bydd y dull VAR yn parhau i ddarparu deunyddiau titaniwm o ansawdd uchel ar gyfer meysydd hedfan a meysydd nad ydynt yn hedfan, a bydd yn dal i fod yn ddull delfrydol ar gyfer mwyndoddi titaniwm a aloion titaniwm. Fodd bynnag, mae angen datrys problemau paratoi electrod a glanhau ingotau o hyd. Mae'r dull NC yn bennaf addas ar gyfer adennill a mwyndoddi'r tâl a ddychwelwyd. Gall y dulliau EBCHM a PCHM ddarparu Bar Titaniwm Gradd 5 o ansawdd uwch a thitaniwm ar gyfer meysydd awyrofod a meysydd eraill gyda'u manteision unigryw. ingot aloi. Yn y dyfodol agos, bydd yn bendant yn dod yn rhan bwysig o'r broses mwyndoddi safonol titaniwm. Mae angen gwella a pherffeithio'r dull CCM a'r dull ESR ymhellach, ac mae'n bosibl mynd i mewn i gynhyrchu ar raddfa ddiwydiannol.