O titânio é um metal raro com boa resistência à corrosão e a maior relação força/peso em metais. O titânio também pode ser derretido em ligas com outros elementos como ferro, alumínio, vanádio e molhênio para produzir ligas de titânio de alta resistência, que são amplamente utilizadas em aeroespaciais, militares, industriais, alimentos agrícolas, medicamentos, artigos esportivos, joias e celulares. Os métodos de fundição de ligas de titânio e titânio incluem forno consumível a vácuo (VAR), forno de cama fria de feixe de elétrons (EB), arco de plasma de vácuo e fundição de feixe de plasma de vácuo (PA), e fundição de forno de cama fria (CHM). Entre eles, os dois primeiros são os equipamentos preferidos para fundir liga de titânio e titânio. Existem muitos fornos de VAR na China, enquanto há relativamente poucos fornos EB. A diferença entre os dois é:
1. Princípio
1) O forno EB usa o campo elétrico gerado pela arma do feixe de elétrons para acelerar o leste de elétrons como fonte de calor para bombardear o metal derretido, e converter a energia cinética do elétron em energia térmica, de modo a aquecer o metal derretido.
2) O forno VAR usa uma haste de eletrodo consumível como um cátodo em uma atmosfera de vácuo ou inerte, derrete rapidamente sob a alta temperatura do arco DC, e forma uma piscina derretida em um cadinho de cobre resfriado com água.
2. Vantagens do forno EB
1) O forno EB pode remover totalmente inclusões de alta e baixa densidade e produzir produtos high-end, como liga de titânio de aviação. Os Estados Unidos estipulam claramente que a liga de titânio da aviação deve ser fundeda em um forno EB
2) O forno EB pode produzir não apenas lingotes redondos, mas também lingotes retangulares para rolamento direto, o que pode economizar forjar e abrir em branco, de modo a reduzir consideravelmente a perda e o custo de metal, e produzir bobinas de titânio puros e outros produtos a um custo ultra-baixo.
3) O forno EB pode aceitar uma grande quantidade de matérias-primas residuais de titânio. Por exemplo, a quantidade de titânio residual (fração de massa é de 62,4%) quando a American Timet está fundindo liga de titânio, pode chegar a 100% teoricamente.
4) O forno EB pode realizar um derretimento único da maioria das ligas de titânio e titânio puros, exceto liga de titânio de aviação e outros produtos high-end devido ao efeito de purificação de sua área de refino de cama fria, o que economiza muito o custo de fusão.
3. Desvantagens do forno EB
1) É difícil controlar a composição na produção de liga de titânio. Para metais cuja pressão de vapor é menor que a de titânio puro, como Al e Cr, a volatilização é grande e muda continuamente com as condições de funcionamento. Por exemplo, a quantidade de volatilização (fração de massa) de Al chega a 1,5%. Portanto, é necessário um certo grau de proficiência operacional e funcionamento no processo.
2) Quando a liga de titânio é produzida, a temperatura do forno é alta e o grau de vácuo é alto, e a volatilização metálica terbium também tem uma certa perda, geralmente 2% ~ 5%.
3) O custo do forno EB é alto. Em comparação com o forno de VAR importado com a mesma capacidade, seu custo é de 3,5 ~ 4 vezes o deste último. O investimento por tonelada de material é alto, resultando em altos custos de depreciação de equipamentos. Com base nas características acima, o forno EB tem sido gradualmente popularizado na China nos últimos anos.
VARlingote de titâniotamanho normal do estoque:
Forma redonda: 1. OD500x2200mm cerca de 2000kg
2. OD600x2300mm cerca de 3000kg
3. OD950x3000mm cerca de 10000kg
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