Po żelazie, aluminium i miedzi tytan jest czwartym najobficiej występującym pierwiastkiem metalicznym w skorupie ziemskiej. Ponadto stopy tytanu mają szereg doskonałych właściwości i dlatego są coraz powszechniej stosowane. Stopy tytanu można podzielić na wysokotemperaturowe stopy tytanu, konstrukcyjne stopy tytanu i funkcjonalne stopy tytanu, w zależności od ich zastosowania. Oprócz odlewania stopy tytanu można również kuć, superplastyfikować i spawać.
Tytan jest metalem bardzo aktywnym, w stanie ciekłym, a reakcje z tlenem, azotem, wodorem i węglem zachodzą dość szybko, dlatego topienie stopu tytanu musi odbywać się w wysokiej próżni lub w osłonie gazu obojętnego (Ar lub Ne). Tygle do topienia to tygle miedziane chłodzone wodą i istnieją trzy główne typy określonych procesów topienia:
Bezsamoczynne topienie łukiem elektrodowym. Topienie stopu odbywa się w atmosferze próżniowej lub w osłonie gazu obojętnego. W procesie tym głównie przygotowuje się elektrody do topienia elektrod na potrzeby własne.
Do topienia łukowego elektrodą próżniową na własne potrzeby wykorzystuje się elektrodę wykonaną z tytanu lub stopu tytanu jako katodę i tygiel miedziany chłodzony wodą jako anodę. Stopiona elektroda wchodzi do tygla w postaci kropelek cieczy, tworząc stopiony basen. Powierzchnia roztopionego jeziorka jest podgrzewana łukiem elektrycznym i zawsze znajduje się w stanie ciekłym. Dno i otaczający obszar stykający się z tyglem poddawane jest wymuszonemu chłodzeniu, w wyniku czego następuje krystalizacja od dołu do góry. Ciekły metal w roztopionym jeziorku krzepnie i staje się wlewkiem tytanu.
Próżniowa osłona kondensacyjna elektrody własnego zużycia topiąca ten piec znajduje się w próżniowym łuku elektrody własnego zużycia, opracowanym na jego podstawie, jest to rodzaj topienia i wlewania odśrodkowego do odlewania ukształtowanych części typu pieca. Jego najważniejszą cechą jest obecność solidnej cienkiej powłoki ze stopu tytanu pomiędzy chłodzonym wodą tyglem miedzianym a roztopionym metalem. Ta warstwa tego samego materiału pełni funkcję wyściółki tygla, która służy do tworzenia roztopionego jeziorka do przechowywania ciekłego tytanu, co pozwala uniknąć zanieczyszczenia tygla ciekłym stopem tytanu. Po odlaniu warstwę zastygłej skorupy pozostawioną w ubytku można wykorzystać jako wyłożenie tygla.
W ostatnich latach, wraz z rozwojem nauki, technologii i potrzeb produkcyjnych, kolejnymi badaniami i rozwojem topienia stopu tytanu i innych metali aktywnych, nowych metod i sprzętu, głównie pieca elektronowego, pieca plazmowego, próżniowego pieca indukcyjnego i tak dalej, uzyskano pewien stopień zastosowania. Jednak z porównania zużycia energii, szybkości topienia, kosztów i innych wskaźników technicznych i ekonomicznych wynika, że topienie w piecu łukowym elektrodowym na własne potrzeby (w tym piecu kondensacyjnym) jest nadal najbardziej ekonomiczną i mającą zastosowanie metodą topienia.
Obecnie do kontroli jakości przed piecem wykorzystuje się fotoelektryczny spektrometr z bezpośrednim odczytem serii NB-800, który może szybko i wygodnie wykryć zawartość każdego pierwiastka w stopie tytanu, co znacznie ułatwia kontrolę jakości na miejscu pracowników pieca !
Przetłumaczone za pomocą www.DeepL.com/Translator (wersja bezpłatna)
Odlewanie i formowanie stopów tytanu
Po żelazie, aluminium i miedzi tytan jest czwartym najobficiej występującym pierwiastkiem metalicznym w skorupie ziemskiej. Ponadto stopy tytanu mają szereg doskonałych właściwości i dlatego są coraz powszechniej stosowane. Stopy tytanu można podzielić na wysokotemperaturowe stopy tytanu, konstrukcyjne stopy tytanu i funkcjonalne stopy tytanu, w zależności od ich zastosowania. Oprócz odlewania stopy tytanu można również kuć, superplastyfikować i spawać.
Tytan jest metalem bardzo aktywnym, w stanie ciekłym, a reakcje z tlenem, azotem, wodorem i węglem zachodzą dość szybko, dlatego topienie stopu tytanu musi odbywać się w wysokiej próżni lub w osłonie gazu obojętnego (Ar lub Ne). Tygle do topienia to tygle miedziane chłodzone wodą i istnieją trzy główne typy określonych procesów topienia:
Bezsamoczynne topienie łukiem elektrodowym. Topienie stopu odbywa się w atmosferze próżniowej lub w osłonie gazu obojętnego. W procesie tym głównie przygotowuje się elektrody do topienia elektrod na potrzeby własne.
Do topienia łukowego elektrodą próżniową na własne potrzeby wykorzystuje się elektrodę wykonaną z tytanu lub stopu tytanu jako katodę i tygiel miedziany chłodzony wodą jako anodę. Stopiona elektroda wchodzi do tygla w postaci kropelek cieczy, tworząc stopiony basen. Powierzchnia roztopionego jeziorka jest podgrzewana łukiem elektrycznym i zawsze znajduje się w stanie ciekłym. Dno i otaczający obszar stykający się z tyglem poddawane jest wymuszonemu chłodzeniu, w wyniku czego następuje krystalizacja od dołu do góry. Ciekły metal w roztopionym jeziorku krzepnie i staje się wlewkiem tytanu.
Próżniowa osłona kondensacyjna elektrody własnego zużycia topiąca ten piec znajduje się w próżniowym łuku elektrody własnego zużycia, opracowanym na jego podstawie, jest to rodzaj topienia i wlewania odśrodkowego do odlewania ukształtowanych części typu pieca. Jego najważniejszą cechą jest obecność solidnej cienkiej powłoki ze stopu tytanu pomiędzy chłodzonym wodą tyglem miedzianym a roztopionym metalem. Ta warstwa tego samego materiału pełni funkcję wyściółki tygla, która służy do tworzenia roztopionego jeziorka do przechowywania ciekłego tytanu, co pozwala uniknąć zanieczyszczenia tygla ciekłym stopem tytanu. Po odlaniu warstwę zastygłej skorupy pozostawioną w ubytku można wykorzystać jako wyłożenie tygla.
W ostatnich latach, wraz z rozwojem nauki, technologii i potrzeb produkcyjnych, kolejnymi badaniami i rozwojem topienia stopu tytanu i innych metali aktywnych, nowych metod i sprzętu, głównie pieca elektronowego, pieca plazmowego, próżniowego pieca indukcyjnego i tak dalej, uzyskano pewien stopień zastosowania. Jednak z porównania zużycia energii, szybkości topienia, kosztów i innych wskaźników technicznych i ekonomicznych wynika, że topienie w piecu łukowym elektrodowym na własne potrzeby (w tym piecu kondensacyjnym) jest nadal najbardziej ekonomiczną i mającą zastosowanie metodą topienia.
Obecnie do kontroli jakości przed piecem wykorzystuje się fotoelektryczny spektrometr z bezpośrednim odczytem serii NB-800, który może szybko i wygodnie wykryć zawartość każdego pierwiastka w stopie tytanu, co znacznie ułatwia kontrolę jakości na miejscu pracowników pieca !
