钛及钛合金的熔炼铸造工艺

2020-06-11 16:05:54

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钛是很活泼的金属，在液态下，和氧、氮、氢和碳的反应相当快，因此钛合金熔炼需要在较高的真空度或惰性气体（ar或ne）保护下进行。熔炼用坩埚均采用水冷铜坩埚，具体的熔炼工艺主要有三种方式：

非自耗电极电弧炉熔炼合金熔炼在真空或惰性气体保护下进行。该工艺主要为自耗电极熔炼制备电极。

真空自耗电极凝壳护熔炼熔炼装置示意。这种熔炉是在真空自耗电极电弧炉基础上发展起来的，它是一种将熔炼与离心浇注联成一体的铸造异形件的炉型。钛制品厂家其大的特点是在水冷铜坩埚与金属熔体之间存在一层钛合金固体薄壳，即所谓凝壳，这层同材质的凝壳作为坩埚的内衬，用于形成熔池储存钛液，免了坩埚对钛合金液的污染。浇注后，留在增损内的一层凝壳，可作为坩埚内衬继续使用。

真空自耗电极电弧炉熔炼以钛或钛合金制成的自耗电极为阴极，以水冷铜坩埚为阳极。熔化了的电极以液滴形式进入坩埚，形成熔池。熔池表面被电弧加热，呈液态，底部和坩埚接触的四周受到强制冷却，产生自下而上的结晶。熔池内的金属液凝固后成为钛锭。

近年来，随着科技的发展及生产的需要，相继研究开发了熔炼钛合金及其他活性金属的新方法及装备，主要有电子束炉、等离子体炉、真空感应炉等，并获得程度的应用。但从耗电量、熔化速度、成本等技术经济指标对比来看，自耗电极电弧炉（含凝壳炉）熔炼仍是目前经济适用的熔炼方法。由于钛元素的物理-化学特性，使得钛合金的铸造工艺，无论是造型材料率是工艺方法均有其不一样的要求和特点。钛制品一是要求耐火度很高的造型材料；二是浇注需要在较高的真空度或惰性气体的保护下进行，有时还要附以离心力。接型壳材料不同，熔模型壳又分为三种不同的系统。

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