طريقة ذوبان سبائك التيتانيوم

تنقسم طرق صهر سبائك التيتانيوم بشكل عام إلى: 1. طريقة صهر فرن القوس بالفراغ. 2. طريقة صهر فرن القوس الفراغي غير القابلة للاستهلاك ؛ 3. طريقة صهر المجمرة الباردة. 4. طريقة صهر البوتقة الباردة. 5. خمس طرق للصهر بالكهرباء.

1. طريقة صهر فرن القوس الكهربائي القابل للاستهلاك (يشار إليها باسم طريقة VAR)

مع تطور تقنية التفريغ وتطبيق أجهزة الكمبيوتر ، أصبحت طريقة VAR بسرعة تقنية إنتاج صناعي ناضجة للتيتانيوم ، ويتم إنتاج معظم سبائك التيتانيوم وسبائكه الحالية باستخدام هذه الطريقة. تتمثل السمات البارزة لطريقة VAR في انخفاض استهلاك الطاقة ومعدل ذوبان عالٍ وإمكانية استنساخ عالية الجودة. تتميز السبائك المصهورة بطريقة VAR ببنية بلورية جيدة وتركيب كيميائي موحد. عادة ، يجب الحصول على السبيكة النهائية بصهر طريقة VAR. مطلوب ما لا يقل عن اثنين من إعادة الصهر. في إنتاج سبائك التيتانيوم باستخدام طريقة VAR ، تتشابه العمليات المستخدمة من قبل الشركات المصنعة حول العالم بشكل أساسي ، ويكمن الاختلاف في استخدام طرق ومعدات تحضير مختلفة للإلكترود. يمكن تقسيم تحضير القطب الكهربائي إلى ثلاث فئات ، إحداها هي استخدام أقطاب كهربائية متكاملة يتم ضغطها باستمرار بواسطة أجزاء ، مما يلغي عملية اللحام بالإلكترود ؛ والآخر هو ضغط الأقطاب الكهربائية أحادية القطعة ، والتي يتم تفصيلها ولحامها في أقطاب كهربائية قابلة للاستهلاك. ومن خلال لحام قوس الأرجون بالبلازما أو اللحام بالفراغ للحام في واحد ؛ والثالث هو استخدام طرق الصهر الأخرى لإعداد الأقطاب الكهربائية المصبوبة.

الميزات والمزايا التقنية لأفران VAR المتطورة الحديثة:

(1) مدخلات طاقة محورية كاملة ، أي محورية كاملة على ارتفاع جسم الفرن بالكامل ، يسمى مصدر طاقة متحد المحور ، لتقليل حدوث الفصل ؛

(2) يمكن ضبط المعايرة الكهربائية في البوتقة في المحور X / المحور Y ؛

(3) لديها نظام وزن قطب كهربائي دقيق ، ويتم التحكم في معدل الانصهار تلقائيًا لتحقيق ذوبان ثابت السرعة. جودة ذوبان مضمونة ؛

(4) ضمان تكرار واتساق كل عملية صهر ؛

(5) المرونة ، أي أن فرن واحد يمكن أن ينتج مجموعة متنوعة من أنواع السبائك والسبائك الكبيرة الحجم ، والتي يمكن أن تحسن الإنتاجية بشكل كبير ؛

(6) لديها اقتصاد جيد. يمكن أن تتجنب طريقة "مصدر الطاقة المحوري" تسرب التحيز المغناطيسي الناتج عن تيار الإمداد غير المتوازن للبوتقة. تخفيف أو إزالة الآثار الضارة للحقول المغناطيسية المستحثة على منتجات الصهر. كما تم تحسين الكفاءة الكهربائية ، وبالتالي الحصول على سبائك ذات جودة ثابتة. الغرض من "الصهر الثابت السرعة" هو تحسين جودة السبيكة ، من خلال نظام التحكم الإلكتروني المتقدم ومستشعر الوزن لضمان ثبات طول القوس ومعدل الانصهار أثناء عملية الصهر ، وذلك للتحكم في عملية التصلب. يمكن أن يمنع الفصل بشكل فعال ويضمن الجودة المتأصلة في السبيكة. بالإضافة إلى السمتين المذكورتين أعلاه ، فإن فرن VAR الحديث لصهر التيتانيوم يحقق أيضًا فرن VAR واسع النطاق. يمكن لفرن VAR الحديث أن يصهر سبائك كبيرة بقطر 1.5 متر ووزن 32 طن. طريقة vAR هي طريقة الصهر الصناعية القياسية لسبائك التيتانيوم والتيتانيوم الحديثة. هناك التقنيات التالية التي يتعين حلها. أولا ، طريقة تحضير القطب. عملية تحضير القطب الكهربائي معقدة للغاية. من الضروري استخدام مكبس باهظ الثمن للضغط على الإسفنج التيتانيوم والسبائك الوسيطة والمواد المتبقية المرتجعة في قطب كهربائي متكامل أو مشغل كهربائي صغير واحد. يحتاج قطب كهربائي واحد أيضًا إلى أن يتم لحامه في قطب كهربائي قابل للاستهلاك. في الوقت نفسه ، من أجل ضمان توحيد تركيبة القطب القابل للاستهلاك ، من الضروري أيضًا تكوين المرافق المقابلة مثل القماش والوزن والخلط. ثانياً ، هناك عيوب معدنية عرضية مثل الفصل. مثل تكوين الفصل والتصلب الفصل. قدم موقع www.lh-ti.com أن الأول يرجع إلى التوزيع غير المتكافئ لعناصر الشوائب أو عناصر السبائك في القطب. هذا الأخير ناتج عن الإدخال العرضي لشوائب عالية الكثافة (HDI) وشوائب منخفضة الكثافة (LDI) في المواد الخام أو العملية ، ولا يمكن إذابة هذه الشوائب تمامًا أثناء عملية الصهر. يؤدي إلى ظهور عيوب معدنية مثل شوائب شديدة الضرر.

2. طريقة صهر فرن القوس الفراغي غير القابل للاستهلاك (طريقة Jian Mi NC)

في الوقت الحاضر ، حل القطب النحاسي المبرد بالماء محل الطلاء الكهربائي من التنجستين والثوريوم أو الجرافيت الكهربائي في المرحلة الأولية من صناعة التيتانيوم ، مما أدى إلى حل مشكلة التلوث الصناعي ، بحيث أصبحت طريقة NC طريقة مهمة لصهر التيتانيوم والتيتانيوم. ذهب. تعمل أفران NC بالفعل في أوروبا وأمريكا. هناك نوعان من الأقطاب الكهربائية النحاسية المبردة بالماء: أحدهما ذاتي الدوران ؛ والآخر هو مجال مغناطيسي دوار ، والغرض منه منع القوس من حرق القطب. يمكن أيضًا تقسيم أفران NC إلى نوعين: الأول هو صهر المواد الخام في بوتقة نحاسية مبردة بالماء ، وصبها في سبائك في قالب نحاسي مبرد بالماء ؛ والآخر هو صب المواد الخام باستمرار في بوتقة نحاسية مبردة بالماء ، وصهرها وتصلبها. مزايا صهر NC: 1. يمكن حذف عملية ضغط الأقطاب الكهربائية وأقطاب اللحام. 2. يمكن أن يبقى القوس على المادة لفترة طويلة ، وبالتالي تحسين تجانس تركيبة السبيكة ؛ 3. يمكن استخدام المواد الخام ذات الأشكال والأحجام المختلفة في أثناء عملية الصهر ، يمكن أيضًا إضافة 100 بالمائة من المواد المتبقية لتحقيق إعادة تدوير التيتانيوم. كعملية صهر ، فإن طريقة NC مفيدة للغاية من حيث تحسين معدل استرداد المواد المتبقية وتقليل التكاليف. عادة ، يتم استخدام أفران NC وأفران VAR معًا للاستفادة الكاملة من المزايا الخاصة بكل منها.

3. طريقة ذوبان المجمرة الباردة (يشار إليها بطريقة CHM)

لطالما أثرت عيوب التضمين المعدني لسبائك التيتانيوم وسبائك التيتانيوم الناتجة عن تلوث المواد الخام وعملية الصهر غير الطبيعية على تطبيق سبائك التيتانيوم والتيتانيوم في مجال الطيران. من أجل القضاء على الشوائب المعدنية في الأجزاء الدوارة لمحركات الطائرات المصنوعة من سبائك التيتانيوم ، ظهرت تقنية صهر المجمرة الباردة إلى حيز الوجود. أكبر ميزة لطريقة CHM هي فصل عمليات الذوبان والتكرير والتصلب ، أي أن الشحنة المنصهرة تذوب أولاً بعد دخولها الموقد ، ثم تدخل منطقة التكرير في الموقد البارد للتكرير ، وتتصلب في النهاية في سبائك في منطقة التبلور. الميزة المهمة لتقنية CHM هي أنه يمكن تكوين قشرة مكثفة على جدار قاع الموقد البارد ، ويمكن أن تلتقط "المنطقة اللزجة" شوائب عالية الكثافة (HDI) مثل WC و Mo و Ta وما إلى ذلك. في نفس الوقت ، في منطقة التكرير ، شوائب منخفضة الكثافة يمكن أن يضمن وقت مكوث جزيئات (LDI) الممتد في سائل درجة الحرارة المرتفعة الانحلال الكامل لـ LDI ، وبالتالي إزالة عيوب التضمين بشكل فعال. ذلك بالقول. يمكن تقسيم آلية تنقية صهر المجمرة الباردة إلى نوعين: فصل الجاذبية وفصل الذوبان.

3.1 طريقة ذوبان شعاع الإلكترون على البارد (اختصارًا EBCHM) ذوبان الحزمة الإلكترونية (اختصارًا EB) هي عملية يتم فيها استخدام طاقة الإلكترونات عالية السرعة لجعل المادة نفسها تولد حرارة للصهر والتنقية. يسمى فرن EB مع موقد بارد EBCHM. تتميز طريقة EBCHM بوظائف ممتازة لا تحتوي عليها طريقة الصهر التقليدية:

(1) إزالة العناصر عالية الكثافة (HDI) بشكل فعال مثل التنتالوم والموليبدينوم والتنغستن وكربيد التنجستن ونتريد التيتانيوم. شوائب منخفضة الكثافة (LDI) مثل أكسيد التيتانيوم ؛

(2) يمكن أن تقبل مجموعة متنوعة من طرق التغذية ، واستعادة بقايا التيتانيوم سهلة نسبيًا ، أي أنه يمكن استخدام الخردة التي لا يمكن استخدامها بواسطة طرق الصهر الأخرى ، ولا يزال من الممكن الحصول على سبائك التيتانيوم النقية ، مما يقلل بشكل كبير تكلفة المنتج

(3) يمكن أخذ عينات منه مباشرة من السائل المعدني للتحليل والاختبار ؛

(4) يمكنها إنتاج سبائك ذات أشكال خاصة ، وتقليل عملية الإنتاج ، وتقليل استهلاك المواد الخام ، وتحسين العائد ؛

طريقة EBCHM لها أيضًا العيوب التالية:

(1) يجب إجراء الصهر في ظل ظروف تفريغ عالية ، لذلك لا يمكن استخدام التيتانيوم الإسفنجي المحتوي على نسبة عالية من الكلوريد في الصهر المباشر ؛

(2) عناصر السبيكة متطايرة ويصعب التحكم في التركيب الكيميائي لها.

3.2 طريقة الصهر بالبلازما بالطبقة الباردة (تسمى طريقة PCHM)

تستخدم طريقة PCHM قوس البلازما الناتج عن تأين الغاز الخامل كمصدر للحرارة ، ويمكن أن يكمل الصهر في نطاق ضغط واسع من الفراغ المنخفض إلى الضغط الجوي القريب. الميزة البارزة لهذه الطريقة هي أنها يمكن أن تضمن مكونات سبيكة ذات ضغوط بخار مختلفة ، ولا يوجد فرق واضح في عملية الصهر. هذه الطريقة لديها القدرة على تحسين الخصائص المعدنية التقليدية ، ويمكن أن تحقق صهر السبائك المتنوعة. إنها طريقة اقتصادية أكثر من طرق الصهر التقليدية. طريقة الصهر. باستخدام هذه الطريقة للصهر ، بالنسبة لسبائك التيتانيوم والتيتانيوم ، يمكن الحصول على سبائك مثالية في عملية صهر واحدة. مزايا طريقة PCHM الحديثة هي:

① الاستثمار في المعدات منخفض وسهل التشغيل وآمن وموثوق ؛

يمكن استخدام أنواع وأشكال مختلفة من المواد الخام ، ومعدل استرداد المواد المتبقية مرتفع ؛

ضمان التركيب الكيميائي للسبائك المتنوعة ؛

④ تحقيق تكلفة استرداد وإعادة استخدام الغاز الخامل ، مما يقلل من تكلفة الإنتاج. عيب طريقة PCHM هو انخفاض الكفاءة الكهربائية. تتشابه EBCHM و PCHM في أن كليهما يمكن أن يزيل HDI و LDI. بشكل عام ، يعتبر النوع الأول أكثر ملاءمة لصهر التيتانيوم النقي ؛ بالنسبة للسبائك ، فإن الأخير هو أكثر ملاءمة. مثل طريقة VAR ، تحقق الطريقتان المذكورتان أعلاه نطاقًا واسعًا من التحكم في أتمتة العمليات ، بما في ذلك معلمات العملية (سرعة الانصهار ، وتوزيع درجة الحرارة أثناء الصهر والتصلب ، والتغيرات في التركيب أثناء الصهر ، ودرجة إزالة العناصر غير القابلة للذوبان ، وما إلى ذلك) والجودة . .

4. طريقة صهر البوتقة الباردة (طريقة CCM للاختصار)

في الثمانينيات ، طورت شركة Ferrosilicon الأمريكية عملية الصهر بالحث الخالي من الخبث ودفعت طريقة CCM إلى تطبيقات الإنتاج الصناعي لإنتاج سبائك التيتانيوم والمسبوكات الدقيقة المصنوعة من التيتانيوم. في السنوات الأخيرة ، في بعض البلدان المتقدمة اقتصاديًا ، بدأت طريقة CCM تدخل نطاق الإنتاج الصناعي. يبلغ الحد الأقصى لقطر السبيكة 1 متر وطولها 2 متر ، كما أن احتمالات تطورها ملفتة للنظر. يتم إجراء عملية الصهر بطريقة CCM في بوتقة معدنية وهي عبارة عن مزيج من كتل القوس المبردة بالماء أو الأنابيب النحاسية غير الموصلة لبعضها البعض. أكبر ميزة لهذه المجموعة هي أن الفجوة بين كل كتلتين هي مجال مغناطيسي محسن ، ويتم إنشاء مجال مغناطيسي قوي. يعمل التحريض على مواءمة التركيب الكيميائي ودرجة الحرارة ، مما يؤدي إلى تحسين جودة المنتج. تجمع طريقة CCM بين خصائص طريقة VAR وصهر البوتقة للمواد المقاومة للحرارة. لا تتطلب مواد حرارية أو أقطاب كهربائية للحصول على سبائك عالية الجودة بتكوين موحد ولا تلوث بوتقة. بالمقارنة مع طريقة VAR ، تتمتع طريقة CCM بمزايا انخفاض تكلفة المعدات والتشغيل البسيط ، ولكن من وجهة النظر الحالية ، لا تزال التكنولوجيا في مرحلة التطوير.

5. طريقة الصهر بالكهرباء (يشار إليها بطريقة ESR)

تقوم طريقة ESR بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية باستخدام اصطدام الجسيمات المشحونة عندما يمر تيار كهربائي عبر الخبث الكهربائي الموصّل. أي أن الطاقة الحرارية الناتجة عن مقاومة الخبث تستخدم في إذابة الشحنة وتكريرها. تستخدم طريقة ESR الأقطاب الكهربائية المستهلكة لصهر الخبث الكهربائي في الخبث غير النشط (CaF2) ، والتي يمكن صبها مباشرة في سبائك من نفس الشكل ، وتتميز بجودة سطح جيدة ، وهي مناسبة للمعالجة المباشرة في العملية التالية. مزايا هذه الطريقة هي:

(1) تضمن المحورية الكاملة لفرن ESR إمكانية تكرار أفضل السبائك ذات الجودة ؛

(2) تتبلور السبيكة في الاتجاه المحوري ، والهيكل كثيف وموحد ؛

(3) نظام وزن القطب ونظام التحكم في معدل الصهر بدقة عالية للغاية ؛

(4) المعدات بسيطة وعملية التشغيل مريحة. العيب هو أن تلوث السبائك بواسطة الخبث لا يمكن تصريفه.

اتصل بنا للحصول على مزيد من المعلومات. شكرًا لك

نيكول

الشركة: Baoji Jimiyun Dynamic Co.، Ltd

Cuntry: الصين

إضافة: طريق باوتي ، جينتاى ، مدينة باوجى ، شنشى ، الصين

Cel: بالإضافة إلى 86 13369210920

Gmail:nicole@jmyunti.com

الموقع: www.jm-titanium.com