我国钛工业技术发展应有大突破

产品时间:2021-11-15 00:33

简要描述:

冷床炉熔技术 真空自耗冶炼法(VAR法)是钛工业中历史最久的冶炼方法,在20世纪70年代中期沦为钛及钛合金铸锭冶炼的主要方法。在20世纪80年代,钛的冷床炉冶炼开始发展,首先是用电子束,然后是等离子束,随后该技术较慢发展并重新加入到了过去由VAR冶炼主导的工业领域中,早已经常出现一次可冶炼24吨的大型冷床炉。在美国,冷床炉冶炼方法,早就与真空自耗冶炼法平分秋色,并将正处于主导地位。...

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本文摘要:冷床炉熔技术 真空自耗冶炼法(VAR法)是钛工业中历史最久的冶炼方法,在20世纪70年代中期沦为钛及钛合金铸锭冶炼的主要方法。在20世纪80年代,钛的冷床炉冶炼开始发展,首先是用电子束,然后是等离子束,随后该技术较慢发展并重新加入到了过去由VAR冶炼主导的工业领域中,早已经常出现一次可冶炼24吨的大型冷床炉。在美国,冷床炉冶炼方法,早就与真空自耗冶炼法平分秋色,并将正处于主导地位。

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冷床炉熔技术  真空自耗冶炼法(VAR法)是钛工业中历史最久的冶炼方法,在20世纪70年代中期沦为钛及钛合金铸锭冶炼的主要方法。在20世纪80年代,钛的冷床炉冶炼开始发展,首先是用电子束,然后是等离子束,随后该技术较慢发展并重新加入到了过去由VAR冶炼主导的工业领域中,早已经常出现一次可冶炼24吨的大型冷床炉。在美国,冷床炉冶炼方法,早就与真空自耗冶炼法平分秋色,并将正处于主导地位。

  冷床炉冶炼分成电子束冷床冶炼和等离子束冷床冶炼,前者限于于纯钛锭和典型钛合金锭,如Ti6Al4V的冶炼。后者限于于简单成分钛合金的冶炼。

  使用冻炉床冶炼,具备以下优势:首先,可以使用多种形式的原材料,需要制取电极,增加了工序。其次,可以大量用于经济的原材料,残料加到比例平均100%,构建资源的循环利用;第三,需要有效地除去易挥发杂质以及高密度夹杂着和低密度夹杂着,提升钛合金部件的疲惫性能;第四,可以生产圆锭、扁锭和空心锭。  冷床炉冶炼技术在国外早已获得较普遍的应用于,但国外仍仍然致力于该冶炼技术的研究与发展。

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  乌克兰仍然在研究必要使用钛坨展开电子束冷床炉冶炼的技术,已在显钛锭的冶炼方面取得成功,现在正在展开钛合金锭冶炼的试验研究。  美国则大力发展钛锭一步法冶炼技术(singlestepelectronbeamcoldhearthmelting,EBSM)。经一次电子束冶炼的显钛施明德锭,早已顺利地必要轧制出钛板带,并通过AMS标准的接纳;至于钛合金,10年前航空发动机制造商拒绝航空传动件用钛合金必需展开一次冷床炉冶炼后,经常出现了“冷床冶炼+真空自耗冶炼(Hearth+VAR)”法,并沦为工业标准级的生产方法。

但这一方法已在渐渐被突破。经一次电子束冶炼生产的Ti6Al4V合金已被做成了从装甲到体育休闲娱乐的多种工业产品,并正在向航空领域过渡性。

美国空军曾资助使用一次电子束冶炼的Ti6Al4V扁锭生产的板材展开系统研究,目的是替换多次VAR或“Hearth+VAR”板材产品,在军用和民用领域获得推广应用。研究结果表明,使用电子束一次冶炼的扁锭生产的Ti6Al4V板材,静态和动态性能皆多达现有标准规定的最小值。使用一次等离子束冶炼的扁锭生产的Ti6Al4V板材,也有某种程度的结果。  与国际先进设备水平比起,我国钛及钛合金的冷床炉冶炼刚跟上。

目前我国钛及钛合金的冶炼,主要是真空自耗法,冻炉床冶炼比例十分较低。近几年引入的大吨位熔炼炉,主要是真空自耗熔炼炉。但就钛工业技术发展趋势而言,冷床炉冶炼方法将渐成主流。

  因此,对于我国来说,在引入国外先进设备冶炼设备时,应付冷床炉设备不予更好的注目和推崇。同时,积极开展钛及钛合金冷床炉冶炼技术的研究。我们可以引进设备,但明确工艺,还须要我们思索。

  1、积极开展冻炉床冶炼技术的基础性研究。在低真空的EB炉中,必定不会经常出现Al、Mo、Cr等低蒸汽压元素的冷却损失,摸清合金元素溶解的动力学规律,创建合金成分溶解过程的数学模型,合理掌控元素溶解并展开合金补偿,保证既定的化学成分拒绝,是一个必需不予精细研究的课题。

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只有基础性研究工作坚实充份,才能充分发挥电子束冻炉床的起到。相比之下,等离子束冻炉床更加合适冶炼钛合金。等离子枪是在相似大气压的惰性气氛下工作,可以避免Al、Cr、Sn、Mn等低挥发性元素的溶解,化学成分掌控比较更容易。

由此,我们或许可以考虑到另一个问题,即否可以利用电子束冷床炉与等离子冷床炉的优点,展开钛合金的冶炼?如次使用等离子冷床炉冶炼电极,然后再行在电子束冷床炉中冶炼。  2、积极开展钛及钛合金冻炉床冶炼工艺技术研究,摸清原材料—工艺参数—钛锭品质之间的关系,逐步形成涉及数据库,创建完备的工艺技术文件。  3、对使用冻炉床冶炼的钛及钛合金锭生产的钛材,积极开展深入细致的的组织与性能研究,并与以往使用真空自耗冶炼的钛材,展开对比分析,对冻炉床冶炼的钛材做出工程适用性审定。  4、必要使用冻炉床冶炼的钛施明德锭,积极开展钛板带的工业批量生产及其应用于研究;使用“冷床冶炼+真空自耗冶炼(Hearth+VAR)”的钛合金锭,积极开展航空传动件用钛合金锻件的工业性批量生产及其应用于研究。

  可以坚信,冻炉床冶炼技术将推展我国高端钛产品的研发,并提高我国钛工业的基础技术水平。我们理所当然高度重视冻炉床冶炼技术的发展,并大大提升冻炉床冶炼在我国钛锭冶炼能力中的比重。


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