Nova metoda in oprema za taljenje in ulivanje titanove zlitine Ti-13Nb-13Zr

Ti-13Nb-13Zr titan je po zalogah na četrtem mestu med kovinskimi elementi v zemeljski skorji za železom, aluminijem in bakrom. Poleg tega imajo titanove zlitine vrsto odličnih zmogljivosti in se tako vedno bolj uporabljajo. Titanove zlitine lahko glede na ozadje uporabe razvrstimo v visokotemperaturne titanove zlitine, strukturne titanove zlitine in funkcionalne titanove zlitine. Titan je zelo aktivna kovina v tekočem stanju, reakcija kisika, dušika, vodika in ogljika pa je precej hitra, zato mora biti taljenje titanove zlitine v višjem vakuumu ali zaščiti pred inertnim plinom (ar ali ne). Talilni lonček z vodno hlajenim bakrenim lončkom ima poseben postopek taljenja tri glavne načine: (1) taljenje zlitine v obločni peči z elektrodo brez lastne porabe, taljenje v vakuumu ali pod zaščito inertnega plina. Postopek predvsem pripravi elektrode za taljenje elektrod za lastno porabo. (2) Taljenje vakuumske samoporabne elektrode v obločni peči Kot katoda se uporablja samoporabna elektroda iz titana ali titanove zlitine, kot anoda pa vodno hlajen bakren lonček. Staljena elektroda vstopi v lonček v obliki kapljic tekočine in tvori bazen staline. Površina staljenega bazena se segreva z električnim oblokom in je vedno v tekočem stanju. Dno in okolica v stiku z lončkom sta izpostavljena prisilnemu hlajenju, kar povzroči kristalizacijo od spodaj navzgor. Tekoča kovina v bazenu staline se strdi in postane titanov ingot. (3) Vakuumska samoporabna elektroda, kondenzacijska lupina, zaščita, taljenje, Shema talilne naprave. Ta peč je razvita na osnovi vakuumske elektrodno obločne peči z lastno porabo, je neke vrste taljenje in centrifugalno vlivanje v ulitek oblikovanih delov tipa peči. Njegova največja značilnost je, da med vodno hlajenim bakrenim lončkom in staljeno kovino obstaja plast trdne tanke lupine iz titanove zlitine, tako imenovana strjena lupina, in ta plast strjene lupine iz istega materiala služi kot obloga lonček, ki se uporablja za oblikovanje talilnega bazena za shranjevanje tekočine iz titana, in preprečuje kontaminacijo lončka s tekočino iz titanove zlitine. Po ulivanju se lahko kot obloga lončka uporabi plast strjene lupine, ki ostane pri povečani izgubi.

V zadnjih letih so z razvojem znanosti in tehnologije ter proizvodnimi potrebami, zaporednimi raziskavami in razvojem taljenja titanove zlitine in drugih aktivnih kovin nove metode in oprema, predvsem peč z elektronskim žarkom, plazemska peč, vakuumska indukcijska peč itd., In dobili določena stopnja uporabe. Vendar pa je glede na primerjavo porabe energije, hitrosti taljenja, stroškov in drugih tehničnih in ekonomskih kazalnikov taljenje v obločni peči z elektrodo z lastno porabo (vključno s kondenzacijsko pečjo) še vedno najbolj ekonomična in uporabna metoda taljenja. Zaradi fizikalno-kemijskih lastnosti titana, zaradi česar ima postopek litja titanove zlitine, ali je stopnja materialov za modeliranje postopek svoje edinstvene zahteve in značilnosti. Prvič, zahteva po materialih za modeliranje z zelo visoko ognjevzdržnostjo; Drugič, vlivanje je treba izvesti v visoki stopnji vakuuma ali zaščite z inertnim plinom, včasih pa tudi pri centrifugalni sili. Material povezovalne lupine je drugačen, lupina za taljenje je razdeljena na tri različne sisteme.
(1) Sistem lupine iz čistega grafita. Kot ognjevzdržno polnilo in pesek se uporablja grafitni prah različnih velikosti zrn, kot vezivo pa smola. Visoka trdnost, majhna teža, nizki stroški in širok vir surovin. Primerno za centrifugalno ali gravitacijsko litje.
(2) Sistem lupine iz oksidne keramike. Lična in zadnja plast lupine sta iz oksida kot modelirnega materiala, zato je lupina visoke trdnosti in toplotna prevodnost med tremi vrstami lupin najmanjša, kar je primerno za ulivanje tankostenskih ulitkov zapletenih oblik.
(3) Ognjevzdržni kovinski sistem lupine čelne plasti. Za kompozitni sistem je poleg obrazne plasti zaradi različnih materialov za oblikovanje (volframov prah in druge ognjevzdržne kovine) potreben poseben postopek, zadnja plast od materialov za oblikovanje do postopka izdelave lupine pa je enaka ulitku vlivanje jekla.
Z zgornjimi tremi vrstami lupinskega sistema za ulivanje titanovih ulitkov je razlika v kemični sestavi in ​​mehanskih lastnostih zelo majhna; vendar je kakovost površine precejšnja razlika, pri zadnjih dveh vrstah krčenja lupine je bistveno manjše od grafitne lupine in s tem pri ulivanju dimenzijske natančnosti.