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鈦棒坯熔鑄技術介紹

2020-05-14

        真空等離子冷爐床熔煉工藝是鈦棒廠家利用等離子槍發 射的集中、穩定、且可控的等離子弧作為熱源來熔 融、精煉和重熔金屬的一種新型熔煉方法 。等離 子弧與自由電弧不同 , 它是一種壓縮弧 , 能量集中 , 弧柱細長。與自由電弧相比 , 等離子弧具有較好的 穩定性、較大的長度和較廣的掃描能力 , 從而使它在鈦及鈦合金熔煉、鑄造領域中具備了特有的優勢。

        真空等離子冷床爐可用於熔煉鈦及鈦合金棒大、 中、小型鑄錠 , 在俄、美、日及歐洲均已普遍采用 ,我國則剛剛開始應用研究。該方法製造的大型錠型已達 8 t, 既可以是圓錠 , 又可以為扁錠 , 它由兩套電子槍組成。

冷床爐在設計上將水冷銅爐 床和坩堝分開 , 允許輸入能量和熔煉速率的獨立控 製 , 從而實現了原材料熔化和鑄錠熔煉凝固的分離。 

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          在水冷銅爐床中 , 鈦合金原料在圖 3“B”處經受等離 子束的高溫高能轟擊熔化後在冷床中形成熔池 , 熔 池中熔液的保留時間可以自由控製 , 在水冷銅爐床 中經過精煉、攪拌後的熔液經 “E”處的槽口溢流入 水冷銅坩堝中 , 通過坩堝上的等離子槍或電子束槍 的再次加熱和攪拌 , 凝固後形成鑄錠。硬 α或 HD I 夾雜物通過兩種模式進入拉錠坩堝中 , 一種是夾雜 物在熔池中極高的溫度下且有充足的時間來熔化 , 等離子槍產生的等離子束溫度可達到 6 000 ℃以上 , 因此 , 爐床中的熔液可獲得一個非常大的過熱度 , 以促進高熔點夾雜物的熔解 ; 另一種是因 HD I與鈦 液的較大密度差異 , HD I會沉入水冷爐床底部而被 凝殼所捕獲。熔池保溫時間長和熔液溫度高可以保 證鈦合金中的合金化元素能充分熔解和擴散 , 且通過在冷爐床和坩堝兩級熔煉 , 鑄錠的成分偏析能得 以很好消除。

        根據需要 , 通過拉錠坩堝的設計 , 可實現生產 多種形狀的鑄錠 , 如圓形、方形和矩形。而且冷爐 床熔煉采用邊熔煉、邊攪拌、邊凝固拉錠的辦法 , 所以雖然爐床尺寸不大 , 但所熔煉的合金成分均勻 , 凝固後拉出的鑄錠長度可以較大。通過設計多個喂料係統 , 加長拉錠坩堝的長度 , 可實現棒坯的半連續或連續鑄造 , 提高成材率及工作效率。

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