שיטה וציוד חדשים להתכה ויציקה של סגסוגת טי-13Nb-13Zr טיטניום

טי-13Nb-13Zr טיטניום נמצא במקום הרביעי בין היסודות המתכתיים בקרום כדור הארץ במונחים של רזרבות אחרי ברזל, אלומיניום ונחושת. יתר על כן, לסגסוגות טיטניום יש סדרה של ביצועים מצוינים, ולכן נעשה שימוש נרחב יותר ויותר. ניתן לסווג סגסוגות טיטניום לסגסוגות טיטניום בטמפרטורה גבוהה, סגסוגות טיטניום מבניות וסגסוגות טיטניום פונקציונליות בהתאם לרקע היישום שלהן. טיטניום היא מתכת פעילה מאוד, במצב נוזלי, ותגובת חמצן, חנקן, מימן ופחמן מהירה למדי, כך שהמסת סגסוגת טיטניום חייבת להיות בהגנה גבוהה יותר של ואקום או גז אינרטי (ar או ne). כור היתוך עם כור היתוך נחושת מקורר במים, לתהליך ההיתוך הספציפי יש שלוש דרכים עיקריות: (1) כור היתוך אלקטרודה לא-עצמי הנמס של סגסוגת התכה בוואקום או תחת הגנה על גז אינרטי. התהליך מכין בעיקר אלקטרודות להתכת אלקטרודות לצריכה עצמית. (2) התכה של תנור קשת של אלקטרודה בוואקום אלקטרודה לצריכה עצמית העשויה מטיטניום או מסגסוגת טיטניום משמשת כקתודה וכור נחושת מקורר במים כאנודה. האלקטרודה המומסת נכנסת לכור ההיתוך בצורה של טיפות נוזלים, ויוצרת בריכה מותכת. פני השטח של הבריכה המותכת מחוממים בקשת חשמלית ונמצאים תמיד במצב נוזלי. התחתית והאזור שמסביב במגע עם כור ההיתוך נתונים לקירור מאולץ, וכתוצאה מכך התגבשות מלמטה למעלה. המתכת הנוזלית בבריכה המותכת מתמצקת והופכת למטיל טיטניום. (3) צריכת ואקום עצמית אלקטרודה הגנת מעטפת הגנה התכה מכשיר התכה סכמטי. תנור זה פותח על בסיס תנור קשת אלקטרודות לצריכה עצמית של ואקום, זהו סוג של התכה ויציקה צנטריפוגלית לתוך היציקה של חלקים מעוצבים מסוג התנור. התכונה הגדולה ביותר שלו היא שקיימת שכבה של מעטפת דקה מוצקה מסגסוגת טיטניום בין כור היתוך הנחושת המקורר במים לבין המתכת המותכת, מה שנקרא מעטפת קרושה, ושכבה זו של קליפה קרושה מאותו חומר משמשת כבטנה של כור היתוך, המשמש ליצירת בריכת ההיתוך לאחסון נוזל הטיטניום, ומונע את זיהום הכור היתוך לנוזל סגסוגת הטיטניום. לאחר היציקה, ניתן להשתמש בשכבה של מעטפת קרושה שנותרה בהפסד ההגדלה כבטנת כור ההיתוך.

בשנים האחרונות, עם התפתחות המדע והטכנולוגיה וצרכי ​​הייצור, מחקר ופיתוח עוקבים של התכת סגסוגת טיטניום ומתכת אקטיבית אחרת שיטות וציוד חדש, בעיקר תנור קרן אלקטרונים, תנור פלזמה, תנור אינדוקציה ואקום, וכו ', ולקבל מידה מסוימת של יישום. עם זאת, מהשוואה של צריכת חשמל, מהירות התכה, עלות ואינדיקטורים טכניים וכלכליים אחרים, התכה של תנור קשת אלקטרודות לצריכה עצמית (כולל תנור מעטפת עיבוי) היא עדיין שיטת ההיתוך החסכונית והישימה ביותר. בשל המאפיינים הפיזיקליים - כימיים של טיטניום, מה שהופך את תהליך היציקה של סגסוגת טיטניום, בין אם שיעור חומרי הדוגמנות הוא התהליך בעל דרישות ומאפיינים ייחודיים משלו. ראשית, הדרישה לחומרי דוגמנות עמידות גבוהה מאוד; שנית, המזיגה חייבת להתבצע בדרגה גבוהה של ואקום או הגנה על גז אינרטי, ולעיתים גם מחוברת לכוח צנטריפוגלי. חומר פגז חיבור שונה, מעטפת דפוס נמס מחולקת לשלוש מערכות שונות.
(1) מערכת מעטפת גרפיט טהורה. אבקת גרפיט בגדלים שונים משמשת כחומר מילוי עקשן וחומר פיזור חול, ושרף משמש כחומר מליטה. חוזק גבוה, קל משקל, עלות נמוכה ומקור רחב של חומרי גלם. מתאים ליציקה צנטריפוגלי או כוח משיכה.
(2) מערכת מעטפת קרמיקה אוקסיד. שכבת הפנים והחלק האחורי של המעטפת עשויות תחמוצת כחומר מודלים, ובכך המעטפת בעלת חוזק גבוה והמוליכות התרמית היא הקטנה מבין שלושת סוגי הקונכיות, המתאימה ליציקת יציקות דקיקות עם צורות מסובכות.
(3) מערכת מעטפת שכבת פנים מתכת עקשנית. עבור המערכת המרוכבת, בנוסף לשכבת הפנים עקב חומרי יציקה שונים (אבקת טונגסטן ומתכות עקשנות אחרות) צריך לעבור תהליך מיוחד, השכבה האחורית מחומרי היציקה לתהליך ייצור המעטפת זהה ליציקה יציקת השקעה פלדה.
עם שלושת הסוגים לעיל של יציקת מערכת פגז של יציקות טיטניום, בהרכב הכימי והתכונות המכניות של ההבדל הוא קטן מאוד; אבל לאיכות פני השטח יש הבדל משמעותי, שני הסוגים האחרונים של כיווץ מעטפת קטן משמעותית ממעטפת הגרפיט, ובכך דיוק המימד של היציקה.