Proces tavení a odlévání titanu a slitin titanu
Proces tavení a odlévání titanu a titanových slitin je velmi důležitou součástí moderního průmyslu. Titan má vynikající vlastnosti, jako je nízká hustota, vysoká pevnost, dobrá odolnost proti korozi a biokompatibilita, takže je široce používán v leteckém průmyslu, stavbě lodí, chemickém průmyslu, lékařském vybavení a dalších oborech.
Proces tavení a odlévání titanu zahrnuje především kroky přípravy suroviny, tavení, lití a následného zpracování. Za prvé, fáze přípravy suroviny vyžaduje rafinaci titanové rudy k získání čistého kovového titanu. Poté se kovový titan vloží do pece pro tavení, obvykle elektrické obloukové pece nebo elektrostruskové pece. Po dokončení tavení se roztavený kovový titan nalije do licí formy, aby se vytvořil požadovaný produkt. Konečně, prostřednictvím procesů následného zpracování, jako je tepelné zpracování a mechanické zpracování, titanové produkty splňují požadované požadavky na výkon.
Titan je velmi aktivní kov. V kapalném stavu velmi rychle reaguje s kyslíkem, dusíkem, vodíkem a uhlíkem. Proto musí být tavení titanové slitiny prováděno pod ochranou vysokého vakua nebo inertního plynu (ar nebo ne). Všechny kelímky používané pro tavení používají vodou chlazené měděné kelímky. Existují tři hlavní metody specifických tavicích procesů: (1) Tavení v elektrické obloukové peci s nekonzumovatelnou elektrodou. Tavení slitiny se provádí pod vakuem nebo ochranou inertním plynem. Tento proces připravuje elektrody hlavně tavením spotřebních elektrod. (2) Tavení v obloukové peci s vakuovou odtavnou elektrodou používá jako katodu odtavnou elektrodu vyrobenou z titanu nebo titanové slitiny a jako anodu vodou chlazený měděný kelímek. Roztavená elektroda vstupuje do kelímku ve formě kapiček, které tvoří roztavenou lázeň. Povrch tavné lázně je ohříván obloukem a je vždy v kapalném stavu. Okolní oblasti, kde jsou dno a kelímek v kontaktu, jsou nuceny chladnout, což vede ke krystalizaci zdola nahoru. Roztavený kov v roztavené lázni tuhne na titanové ingoty. (3) Schéma vakuového tavicího zařízení chráněného pláštěm odtavné elektrody. Tento druh pece je vyvinut na bázi vakuové tavitelné elektrodové elektrické obloukové pece. Jedná se o typ pece pro odlévání dílů speciálního tvaru, který kombinuje tavení a odstředivé lití. Jeho největším znakem je, že mezi vodou chlazeným měděným kelímkem a kovovou taveninou je tenký pevný plášť ze slitiny titanu, což je tzv. kondenzační plášť. Tato vrstva kondenzačního pláště ze stejného materiálu slouží jako obložení kelímku pro vytvoření roztavené lázně pro uložení titanové kapaliny. , aby se zabránilo kontaminaci kapaliny ze slitiny titanu kelímkem. Po nalití může být vrstva kondenzační skořápky, která zůstala ve ztrátě, nadále používána jako obložení kelímku.
V procesu tavení a odlévání titanu a slitin titanu existují určité výzvy a příležitosti. Za prvé, titan má vysokou teplotu tání a proces tavení vyžaduje vysokoteplotní podmínky a vysoké požadavky na zařízení a energii. Za druhé, kovový titan snadno reaguje s kyslíkem, dusíkem a dalšími prvky v roztaveném stavu, což má za následek zvýšení obsahu nečistot a ovlivnění kvality produktu. Proto je třeba přijmout vhodná ochranná opatření, jako je ochrana inertním plynem. Kromě toho musí proces tavení a odlévání titanu a titanových slitin také brát v úvahu tvarovou složitost, rozměrovou přesnost a požadavky na kvalitu povrchu výrobku.
S neustálým pokrokem vědy a techniky se však neustále vyvíjí i proces tavení a odlévání titanu a titanových slitin. Zavedením nového tavícího zařízení a technologie se zlepšila účinnost tavení a kvalita výrobků. Současně konstrukce slitiny a technologie modifikace titanových slitin dále optimalizovaly výkon titanových produktů. Kromě toho je proces tavení a odlévání titanu a titanových slitin také velmi udržitelný a šetrný k životnímu prostředí a je v souladu s vývojovým trendem moderního průmyslu.
Stručně řečeno, proces tavení a odlévání titanu a titanových slitin hraje důležitou roli a má široké uplatnění v moderním průmyslu. S pokrokem vědy a techniky a neustálým zlepšováním procesů se věří, že proces tavení a odlévání titanu a titanových slitin bude hrát v budoucím vývoji důležitější roli.
