钛合金铸锭的凝壳—自耗电极熔炼

１发展概况 ８０年代中期以来,俄罗斯发展了一种除杂原理类似于冷炉床炉的新型熔炼技术,即所谓的凝壳－自耗电极（ＧＲＥ）熔炼．该方法的特点是在第一次熔炼时,先在凝亮底部铺一层海绵钛、残钛及合金化组分,密封炉子,抽真空,在电极与装入坩埚的海绵钛及合金化组分之间引孤,靠电弧将电极和坩埚中的炉料熔化．熔融金属与冷坩埚壁接触凝固形成凝壳,阻止熔融金属与坩埚材料反应可能对钛合金造成的污染．当熔化需要数量的金属之后,将坩埚中的熔融钛浇入锭模或铸型,剩下一部分作为下次的自耗电极使用．当冷却到规定的温度以后,开炉,…     

钛合金的凝壳熔炼

1凝壳熔炼在凝壳熔炼过程中，随着炉料的熔化，熔融的金属钛与冷的批捐壁接触而凝固成一层凝壳，阻止了熔融金属与增朗材料反应对钛造成的污染。当熔化需要数量的金属之后，将增涡中的熔融钛倒入策模或错型．在凝壳熔炼过程中，被难熔的氧化物和氨化物所污染的科块和密度大于钛     

用大型凝壳炉炼制钛合金铸锭

据俄罗斯出版的《有色金属》月刊报道,原全苏轻金属研究院研制成一种称之为ΓРЭ(凝壳-自耗电极)熔炼法。此法的周期工艺过程是:将既科袭入坩埚;描真空;用其空直流电弧自耗电极熔炼;累积的熔体倒入铸模并冷却。这种方法的特点在于从坩埚中可得到在熔炼     

钛合金电弧炉床熔炼技术

俄罗斯上萨尔达冶金生产联合公司B.B.捷玖欣、Π .C.阿利特曼、 B.B.萨维利耶夫与全俄轻合金研究院 M.И.穆萨托夫等著名钛熔炼专家评价了采用电弧炉床熔炼(凝壳 -自耗电极熔炼 ) +真空自耗电弧重熔方法和传统真空自耗电弧重熔方法制取无缺陷铸锭的可行性。制取铸锭采用两种方法 :凝壳 -自耗电极熔炼 +真空自耗电弧重熔方法 ;二次真空自耗电弧重熔和三次真空自耗电弧重熔方法。然后由铸锭制得直径 30 mm棒材 ,根据棒材质量评价熔炼方法的效率。研究是在直径790 mm的 Ti- 6 Al- 4V合金铸锭上进行的。在每个铸锭的原始炉料中 ,添加氮含量…     

纯钛电极块压制的工艺研究

在我厂真空自耗炉熔炼钛锭用的纯钛自耗电极工艺开发中.为了将颗粒状海绵钛压制成符合自耗熔炼电极质量要求的电极块,技术人员结合我公司白耗炉、压机设备的实际状况,通过对自耗熔炼电极的质量要求理论分析,在压机压力能力的范围内,得出了适合我厂生产设备能力的电极块的压制方式、电极块密度以及尺寸,成功地压制出质量满意的电极块,并最终生产出了合格的产品.     

一种低成本短流程钛及钛合金残料回收方法

<正>申请号：CN202211064179.8申请日：20220831公开（公告）日：20221209公开（公告）号：CN115449654A申请（专利权）人：西部超导材料科技股份有限公司摘要：本发明涉及一种低成本短流程钛及钛合金残料回收方法，具体包括以下步骤：(1)将同牌号、同成分标准的钛及钛合金残料收集后，经喷丸、酸洗、烘干处理后备用；(2)以堆垛、间隙填充方式将物料装入紫铜坩埚内；(3)选择同牌号辅助电极和自耗电极各一根，对焊后作为阴极，将紫铜坩埚内的物料作为阳极，装炉并抽空熔炼，     

当今世界钛业技术的一些新发展

在最近几年里，世界钛工业技术和设备有长足的发展，本文简要地论述了某些领域的现状，其中包括海绵钛自动分类，超低氧含量钛的制取，热强耐蚀新合金的开发，５ｔ钛锭的的凝壳熔炼，等离子冷床熔炼，电子束熔炼，激光表面变质处理和β钛合金在外科植入中的应用等。     

基于PLC真空自耗电极凝壳炉控制系统

针对早期真空自耗电极凝壳炉的综合技术性能相对落后的现状,通过国内最大容量的真空自耗电极凝壳炉(500kg)熔炼工艺及控制过程,介绍了一种基于PLC真空自耗电极凝壳炉控制系统,系统的分析了真空自耗电极电弧凝壳炉控制原理和各个参数之间的关系,提出了凝壳炉控制中的关键点与难点,结合设计中出现的问题,现场运行数据表明,PLC控制系统运行稳定可靠,操作方便,维护量小,对提高熔炼工艺水平、保证产品质量和提高经济效益具有非常重要的意义。     

关于提高海绵钛质量的问题

现代飞机发动机使用的钛合金,需要有很高的可靠性,而高的可靠性只能通过选择旋转零件的最佳结构和制造这些零件所用的优质半成品来保证．有关质量的主要参数之一,是铸锭和半成品中不应有脆性的吸气区或难熔夹杂物．目前世界各国生产钛合金铸锭的工艺,通常包括三个主要阶段：制取海绵钛;熔炼多组元中间合金;对由海绵钛、中间合金与回炉残料制成的挤压电极进行三次真空电弧重熔．不同标准和技术条件规定的炉料质量指标包括：机械性能（硬度）;杂质含量;料块尺寸;有无带缺陷的料块．评判炉料质量的决定性因素,是在批量商品中不应该有…     

新技术与新成果

200416低成本精炼钛的新技术钛与氧的结合能力很强,因此难以精炼。常用的方法是先将氧化钛烧结成海绵钛,再把海绵钛用真空电弧炉熔炼脱氧,铸成钛锭。但是,传统方法需要腐蚀性很强的氯气,管理较麻烦;另外耗电量也较大,每生产1t海绵钛需耗电1.6万kWh,因而生产成本很高。日本专家开发出一种精炼钛的新技术,其耗电量只有传统方法的20%左右,而且不需制成海绵钛,使工艺过程缩短1/3,因此可使生产成本大大降低。该项新技术,是采用高频感应炉在氩气中熔化氧化钛,然后加入2倍左右的铝和少量的氟化钙。铝能还原氧化钛中的氧、生成氧化铝,被氟化钙吸收,…     

大规格纯钛铸锭脱氧现象及对策

利用真空自耗电弧炉进行了大规格纯钛铸锭的工业生产,研究并分析Ф1040 mm大规格高氧含量纯钛铸锭的底部脱氧现象和氧元素均匀性的问题。纯钛铸锭底部脱氧的原因是海绵钛中的Mg与添加剂TiO₂在一次铸锭熔炼时反应引起的。采用真空自耗电弧炉对梯度加氧自耗电极进行两次熔炼,结果表明:通过梯度加氧的方式可以有效解决纯钛铸锭脱氧的问题,并显著改善纯钛铸锭氧元素成分均匀性,使生产出的Ф1040 mm高氧含量纯钛铸锭头部、尾部氧含量的偏差控制在0.011%范围内。     

以钛板条返回料生产TA2管材的研究

进行了以纯钛板条返回料熔炼TA2铸锭,进而生产TA2管材的可行性研究.对纯钛板条进行喷丸和酸洗净化处理后,以点焊方式制备成自耗电极,经熔炼、锻造、挤压、开坯轧制、精轧制备不同规格的TA2管材.对TA2管材进行了显微组织和力学性能分析,并与以海绵钛为原料制备的TA2管材进行了对比,以考察返回料对管材综合性能的影响.结果表明:用纯钛板条返回料熔炼的铸锭能够生产出力学性能和组织均满足国家标准要求的TA2管材;采用纯钛板条返回料熔炼的铸锭杂质元素含量总体偏高,造成返回料生产的TA2管材与以海绵钛为原料生产的TA2管材相比,强度略有增高,塑性略有降低.     

钛及钛合金真空自耗熔炼坩埚自动清洗机研制

钛及钛合金真空自耗电弧炉熔炼时,坩埚内壁喷溅物会严重影响熔炼过程安全和铸锭质量,因此坩埚清洗是重要的工艺环节。针对钛及钛合金真空自耗电弧炉熔炼特点与坩埚清洗工艺要求,研制了钛及钛合金真空自耗熔炼坩埚自动清洗机。设备主要由刷组件旋转系统、刷组件升降系统、台车移动与锁紧机构及电气控制系统等4部分构成,采用PLC进行坩埚清洗过程自动化控制。实际运行表明,该设备可满足钛及钛合金真空自耗熔炼坩埚清洗的控制需要,实现了不同规格坩埚的自动化清洗,提高了真空自耗熔炼坩埚清洗质量和效率。     

钛铸件的气孔和铸模充填度

由于钛熔点高,对O、N、C等元素很活泼,因此铸造钛铸件需用特种铸造设备和稳定性良好的氧化物熔模.本文报道了在凝壳炉中进行氩弧熔炼,研究了真空度、氩气氛对铸模充填度和气孔率的影响.实验采用水冷铜坩埚凝壳炉.炉室分为上下两部分,中间由隔板分开,可以分别抽空、充氩.坩埚坐在炉室的隔板上,中间开有φ13mm的孔.熔炼前,坩埚丁通过该孔与下炉室相通或用薄钛箔隔开.熔模组置于下炉室.在红充进熔炼炉室前,两个炉室分别抽空到13Pa.在铸造过程中,两炉室都保持一定氩压力.     

等离子冷床熔炼钛合金

等离子弧冷床熔炼钛及其合金的应用在最近几年里已经达到了生产规模,炉子熔炼和铸造锭坯的能力高达5t.除了利用等离子枪代替电子束枪之外,等离子弧冷床熔炼和电子束冷床熔炼都是在惰性气体的大气压力下,而不是真空内进行的,往熔炼炉内供给的原料能够包括松散的海绵钛、压制出来的块状原料、回收的残料或者报废的锭坯     

用海绵钛压制团块与挤压棒材的模拟实验

冶金生产通常采用大重量的铸锭作为原始坯料，再通过压力加工由其制出不同形状的半成品．这种工艺要对中间坯料进行多次的热塑性加工．传统冶金方法要对金属进行多次的加热和酸洗，致使大量的金属变成废料，同时形成大量需要进一步处理的非标准残料．因此，冶金生产中半成品和成品的制造通常伴随着大量的原材料消耗．俄罗斯研究人员进行的数学模拟和实际模拟证明，甩开高耗能的熔炼工序和大铸锭加工工序也可以制取钛半成品．模拟用的材料选取海绵钛．包括钛棒材在内的钛半成品现行生产工艺，有任制钛自耗电极、真空电弧熔炼和铸造传使、坯料…     

Ti-Al合金的研制

美国宾夕法尼亚洲的坩埚密实材料公司利用气体雾化钛工艺(TGA)制备了60多种成份为γ-(TiAl)、α_2-(T_3Al)等 Ti-Al 粉末用于先进的航天器的研制。制备工艺如下:在备有水冷装置和铜内衬的坩埚的真空感应炉中熔炼自耗电极锭。熔融的合金含在有相同成份的薄渣壳中,可防止难熔材料和其他材料的污染。在浇口盘下面一个特有的区域中,使熔融的金属束流定向倾流出来,进入高压惰性气体的射流中。所获得的 Ti-Al 合金粉末没有产生偏析。     

铁合金炉料中使用锯屑的经验

使用木材的废料作为熔炼硅质合金的还原剂,近年来已引起冶金界的极大注意。1957年齐略宾斯克铁合金厂先在50％硅铬合金和75％硅铁的炉料中配入锯屑,而后又在结晶硅的熔炼中进行试验。在熔炼硅质合金的炉料中,每吨合金配入0,08m~2的锯屑即炉况产生显著变化:改善了炉料的透气性,扩大了坩埚,出现大片的塌料,蜂窝缺陷大为减少。电极深而稳定地插入炉料中使炉渣不断排出;由于改善了透气性,炉料的烧结现象大大减少。出铁时,气体则由出铁口顺利地排出。     

海绵钛生产过程产生的残钛的利用

目前,我国生产的海绵钛,在钛坨的上表皮、底皮和部分边皮,被氯、氧、氮和铁等杂质严重沾污,其重量占整个钛坨的6～8％,不符合作为加工钛材的原料。因此,在海绵钛的早期生产中,曾有过堆积如山的残钛。后来发现这些残钛有几种用途,如:作炼钢的添加剂和铝加工工业的晶粒细化剂,少量经过严格挑选和充氩保存的残钛,可用来作熔炼钛锭和高温合金的添加剂、钛铸造和钛粉末冶金的原料;在海绵钛破碎过程中产生的小于20目以下的钛粉,可作为制造钛     

气体雾化法钛粉末制造技术

气体雾化法制造金属粉末的方法一般是在坩埚内将原料熔化,通过坩埚底部的喷嘴将产生的熔波用高速气体喷射,使金属液成喷雾状,冷凝后生成金属粉末.关于钛的气体雾化法,住友·Sitix公司研究了感应熔融气体雾化(IPA)法,即在熔化棒状材料时,不使用坩埚,而是直接用高频感应线圈进行加热,使熔液滴流;将这种熔液流用高速的氩气喷射产生粉末.生产纯钛粉的棒状材料,使用致密的海绵钛来制造;由于原料的连续供应和连续熔炼、氩气的重复循环使用和最佳的喷雾状态,使得用气体雾化法最初就能够批量生产高质量、低价格的钛粉末.研究人员把这种粉末称之为低氧钛粉末(TILOP),它使住友公司的粉末产品增加了新的品种.