Ti-13Nb-13Zr 티타늄 합금의 용융 및 주조를 위한 새로운 방법 및 장비

Ti-13Nb-13Zr 티타늄은 매장량 측면에서 철, 알루미늄, 구리 다음으로 지각의 금속 원소 중 4위를 차지합니다. 더욱이, 티타늄 합금은 일련의 우수한 성능을 갖고 있어 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 티타늄 합금은 적용 배경에 따라 고온 티타늄 합금, 구조용 티타늄 합금, 기능성 티타늄 합금으로 분류할 수 있습니다. 티타늄은 액체 상태에서 매우 활동적인 금속이며 산소, 질소, 수소 및 탄소 반응이 매우 빠르므로 티타늄 합금 용융은 더 높은 진공 또는 불활성 가스(ar 또는 ne) 보호 상태에서 이루어져야 합니다. 수냉식 구리 도가니를 사용한 용융 도가니의 특정 용융 공정에는 세 가지 주요 방법이 있습니다. (1) 진공 또는 불활성 가스 보호 하에서 비자체 소모 전극 아크로 용융 합금 용융. 이 공정은 주로 자체 소비 전극 용융을 위한 전극을 준비합니다. (2) 진공 자가소모형 전극 아크로 용해 티타늄 또는 티타늄 합금으로 제작된 자가소모형 전극을 음극으로 사용하고, 수냉식 구리 도가니를 양극으로 사용합니다. 용융된 전극은 액체 방울 형태로 도가니에 들어가 용융 풀을 형성합니다. 용융 풀의 표면은 전기 아크에 의해 가열되며 항상 액체 상태입니다. 도가니와 접촉하는 바닥 및 주변 부분을 강제 냉각시켜 상향식 결정화가 이루어집니다. 용융 풀 속의 액체 금속이 굳어 티타늄 주괴가 됩니다. (3) 진공 자체 소비 전극 응축 쉘 보호 용융 용융 장치 회로도. 이 로는 진공 자체 소비 전극 아크로를 기반으로 개발되었으며 일종의 용융 및 원심 분리로 로 유형의 성형 부품 주조에 붓는 것입니다. 가장 큰 특징은 수냉식 구리 도가니와 용융 금속 사이에 소위 응결 쉘이라고 불리는 티타늄 합금 고체 얇은 쉘 층이 존재하며, 이 동일한 재질의 응고 쉘 층이 도가니의 라이닝 역할을 한다는 것입니다. 티타늄 액체를 저장하기 위해 용융 풀을 형성하는 데 사용되는 도가니는 티타늄 합금 액체에 대한 도가니의 오염을 방지합니다. 주조 후 손실 증가로 인해 응고된 껍질 층은 도가니 라이닝으로 사용될 수 있습니다.

최근 몇 년 동안 과학 기술의 발전과 생산 요구에 따라 티타늄 합금 및 기타 활성 금속을 녹이는 새로운 방법과 장비에 대한 지속적인 연구 개발이 이루어졌으며 주로 전자빔로, 플라즈마로, 진공 유도로 등을 얻었습니다. 어느 정도의 적용. 그러나 전력 소비, 용해 속도, 비용 및 기타 기술 및 경제 지표를 비교하면 자체 소비 전극 아크로(응축 쉘로 포함) 용해가 여전히 가장 경제적이고 적용 가능한 용해 방법입니다. 티타늄의 물리적-화학적 특성으로 인해 티타늄 합금의 주조 공정을 만드는데 재료의 비율이 공정인지 여부는 고유한 요구 사항과 특성을 갖습니다. 첫째, 매우 높은 내화도의 모델링 재료에 대한 요구 사항입니다. 둘째, 주입은 고도의 진공상태나 불활성가스 보호상태에서 이루어져야 하며, 때로는 원심력을 가하기도 한다. 연결 쉘 재료는 다르며, 용융 성형 쉘은 세 가지 시스템으로 구분됩니다.
(1) 순수 흑연 쉘 시스템. 다양한 입자 크기의 흑연 분말은 내화 충전재 및 모래 확산재로 사용되며 수지는 결합제로 사용됩니다. 고강도, 경량, 저비용 및 광범위한 원료 공급원. 원심주조나 중력주조에 적합합니다.
(2) 산화물 세라믹 쉘 시스템. 쉘의 표면과 후면층은 모형 재료인 산화물로 만들어져 쉘의 강도가 높고 열전도도가 세 가지 유형의 쉘 중 가장 작아서 복잡한 형상의 얇은 벽 주물을 타설하는 데 적합합니다.
(3) 내화 금속 표면층 쉘 시스템. 복합 시스템의 경우 다양한 성형 재료(텅스텐 분말 및 기타 내화성 금속)로 인해 표면 층 외에도 특수 공정이 필요하며 성형 재료에서 쉘 제조 공정까지의 후면 층은 주조와 동일합니다. 철강 투자 주조.
위의 세 가지 유형의 티타늄 주조 쉘 시스템 주조에서는 화학적 조성과 기계적 특성의 차이가 매우 작습니다. 그러나 표면 품질에는 상당한 차이가 있으며 후자의 두 가지 유형의 쉘 수축은 흑연 쉘보다 훨씬 작으므로 주조 치수 정확도가 높습니다.