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中频熔炼炉-钛合金熔炼技术是困难的

在地壳中,钛是结构金属元素,仅次于铝、铁和镁,位居第四。钛材具有记忆、超导、高比强度、高耐腐蚀、生性好、高低温性能等特点,因此被称为第三金属(与铁、铝相比)、海洋金属(耐海水性能好)、航空金属(理想的航空航天材料)和未来金属(朝阳产业)。钛业是现代科技进步水平的重要标志之一。现在,只有美国、日本、俄罗斯才能大规模生产钛,而中国是第四个具有完整产业体系的国家。钛金在航天、航空、化工、石油、化工、电力、冶金、医药、海洋工程、地热工程、制冷、体育、运动、旅游业等领域,随着这些行业的产业升级,国家的经济实力逐渐增强,钛材日益成为“工程技术和高新技术领域的关键材料和支撑材料”。

中频熔炼炉熔炼

钛合金是一种具有高度化学活性的金属,在熔融状态下,它几乎要与所有的耐火材料发生化学反应,产生化合物,需要用较特殊的熔化方法。钛铁必须在水冷或Na-K冷却的铜坩埚和真空、氩气等惰性环境下进行冶炼,因此,要掌握中频熔炼炉钛合金熔炼技术是困难的。

中频熔炼炉

钛材及钛合金的中频熔炼炉熔炼可分为真空自耗(VAR)熔炼和真空非自耗熔炼。真空自耗熔炼主要包括真空自耗极电弧熔炼、电渣熔炼、真空凝壳炉熔炼。本发明所研究的非真空自耗熔炼技术主要有真空无自耗电弧熔炼、电子束熔炼、等离子束熔炼、等离子束熔炼等。

 

高频熔炼炉VAR熔炼速度快,可生产大锭,但易产生高密度和低密度夹杂,造成成分偏析,而且电极制作、破碎料增加成本。冷床炉壳服了VAR的某些缺点,但其生产质量较好,但仍存在缺陷。电热法(EBM)在真空熔炼过程中,极易引起元素的挥发,使铸锭成分波动难以控制,并对炉子造成污染。等离子体需要等离子气体将增加成本。凝壳式自耗式电极炉几乎具有所有炉子的优点,但并不适用于自动控制。近年来,随着钛合金需求量的增加、质量要求的提高,以及对自动化、环保、低成本等方面的要求,建立一种新型的中频电炉熔炼炉熔法将会成为主流。在熔炼过程中,如何得到均匀、准确、杂质少的钛合金熔炼是当务之急。

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