Quá trình đúc nóng chảy titan Ti{0}}al{1}}v Gr5

Ti-6al-4v Gr5 titan là kim loại rất hoạt động, ở trạng thái lỏng, phản ứng oxy, nitơ, hydro và carbon khá nhanh nên quá trình nấu chảy hợp kim titan phải ở điều kiện chân không cao hoặc bảo vệ khí trơ (ar hoặc ne). Nấu chảy nồi nấu bằng nồi nấu bằng đồng làm mát bằng nước, quá trình nấu chảy cụ thể có ba cách chính: (1) nấu chảy hợp kim bằng lò hồ quang điện cực không tự tiêu thụ nấu chảy hợp kim trong chân không hoặc dưới sự bảo vệ khí trơ. Quá trình này chủ yếu chuẩn bị các điện cực để nấu chảy điện cực tự tiêu thụ. (2) Lò nung hồ quang điện cực tự tiêu thụ chân không Một điện cực tự tiêu thụ làm bằng titan hoặc hợp kim titan được sử dụng làm cực âm và nồi nấu bằng đồng làm mát bằng nước làm cực dương. Điện cực nóng chảy đi vào nồi nấu kim loại dưới dạng các giọt chất lỏng, tạo thành một vũng nóng chảy. Bề mặt của bể nóng chảy được làm nóng bằng hồ quang điện và luôn ở trạng thái lỏng. Đáy và khu vực xung quanh tiếp xúc với nồi nấu kim loại phải chịu sự làm mát cưỡng bức, dẫn đến sự kết tinh từ dưới lên. Kim loại lỏng trong bể nóng chảy đông đặc lại và trở thành thỏi titan. (3) Sơ đồ thiết bị nấu chảy nóng chảy bảo vệ vỏ điện cực ngưng tụ tự tiêu thụ chân không. Lò này được phát triển trên cơ sở lò hồ quang điện cực tự tiêu thụ chân không, nó là một loại nóng chảy và đổ ly tâm vào việc đúc các bộ phận có hình dạng của loại lò. Đặc điểm lớn nhất của nó là tồn tại một lớp vỏ mỏng đặc bằng hợp kim titan giữa nồi nấu bằng đồng làm mát bằng nước và kim loại nóng chảy, cái gọi là lớp vỏ đông tụ, và lớp vỏ đông đặc này của cùng một chất liệu đóng vai trò là lớp lót của nồi nấu kim loại để hình thành bể nóng chảy để lưu trữ chất lỏng titan, nhằm tránh làm nhiễm bẩn nồi nấu kim loại với chất lỏng hợp kim titan. Sau khi đúc, một lớp vỏ đông tụ còn sót lại bên trong phần hao hụt tăng có thể được sử dụng làm lớp lót nồi nấu.

Trong những năm gần đây, với sự phát triển của khoa học công nghệ và nhu cầu sản xuất, các nghiên cứu và phát triển liên tục hợp kim titan nóng chảy và các phương pháp và thiết bị mới kim loại hoạt động khác, chủ yếu là lò chùm tia điện tử, lò plasma, lò cảm ứng chân không, v.v. mức độ ứng dụng nhất định. Tuy nhiên, từ việc so sánh mức tiêu thụ điện năng, tốc độ nóng chảy, chi phí và các chỉ số kinh tế kỹ thuật khác, lò nung hồ quang điện cực tự tiêu thụ (bao gồm cả lò vỏ ngưng tụ) vẫn là phương pháp nấu chảy tiết kiệm và có thể áp dụng nhất. Do tính chất vật lý - hóa học của titan, nên quá trình đúc hợp kim titan, cho dù tỷ lệ vật liệu mô hình hóa là quy trình đều có những yêu cầu và đặc điểm riêng. Đầu tiên, yêu cầu về vật liệu mô hình hóa có độ chịu lửa rất cao; Thứ hai, việc rót phải được thực hiện ở mức độ chân không hoặc bảo vệ khí trơ ở mức độ cao, đôi khi còn gắn với lực ly tâm. Chất liệu vỏ kết nối là khác nhau, vỏ đúc nóng chảy được chia thành ba hệ thống khác nhau.
(1) Hệ vỏ than chì nguyên chất. Bột than chì có kích thước hạt khác nhau được sử dụng làm chất độn chịu lửa và vật liệu rải cát, và nhựa được sử dụng làm chất liên kết. Cường độ cao, trọng lượng nhẹ, chi phí thấp và nguồn nguyên liệu dồi dào. Thích hợp cho đúc ly tâm hoặc trọng lực.

(2) Hệ thống vỏ lớp bề mặt kim loại chịu lửa. Đối với hệ thống composite, ngoài lớp bề mặt do các vật liệu đúc khác nhau (bột vonfram và các kim loại chịu lửa khác) cần phải sử dụng công nghệ đặc biệt, từ vật liệu đúc đến quy trình chế tạo vỏ đều giống như đúc đầu tư thép đúc .

(3) Hệ thống vỏ gốm oxit. Lớp mặt và mặt sau của vỏ được làm bằng oxit làm vật liệu mô hình nên vỏ có độ bền cao và độ dẫn nhiệt nhỏ nhất trong 3 loại vỏ, thích hợp để đổ các vật đúc thành mỏng có hình dạng phức tạp.

Titan đúc với ba loại hệ thống vỏ trên, sự khác biệt về thành phần hóa học và tính chất cơ học là rất nhỏ; nhưng có sự khác biệt đáng kể về chất lượng bề mặt, hai loại độ co rút của vỏ sau nhỏ hơn đáng kể so với vỏ than chì và do đó độ chính xác của kích thước đúc.