Ti-6al-4v Gr5 Proces odlewania tytanu w topieniu

Ti-6al-4v Gr5 tytan jest bardzo aktywnym metalem w stanie ciekłym, a reakcja tlenu, azotu, wodoru i węgla przebiega dość szybko, dlatego topienie stopu tytanu musi odbywać się w wysokiej próżni lub zabezpieczenie przed gazem obojętnym (ar lub ne). Tygiel do topienia z tyglem miedzianym chłodzonym wodą. Specyficzny proces topienia ma trzy główne sposoby: (1) stop do topienia w piecu łukowym bez użycia własnego, topiący się w próżni lub w osłonie gazu obojętnego. W procesie tym przygotowuje się głównie elektrody do topienia elektrod na potrzeby własne. (2) Topienie w piecu łukowym z elektrodą próżniową. Jako katodę stosuje się samozużywającą się elektrodę wykonaną z tytanu lub stopu tytanu, a jako anodę tygiel miedziany chłodzony wodą. Stopiona elektroda wchodzi do tygla w postaci kropelek cieczy, tworząc stopiony basen. Powierzchnia roztopionego basenu jest podgrzewana łukiem elektrycznym i zawsze znajduje się w stanie ciekłym. Dno i otaczający obszar stykający się z tyglem poddaje się wymuszonemu chłodzeniu, w wyniku czego następuje krystalizacja od dołu do góry. Ciekły metal w roztopionym jeziorku krzepnie i staje się wlewkiem tytanu. (3) Próżniowa elektroda samozużywająca się, ochrona przed topnieniem, schemat urządzenia topiącego. Piec ten został opracowany w oparciu o próżniowy piec łukowy z własnym zużyciem elektrodowym, jest rodzajem topienia i wlewania odśrodkowego do odlewania ukształtowanych części typu pieca. Jego największą cechą jest to, że pomiędzy chłodzonym wodą tyglem miedzianym a roztopionym metalem znajduje się warstwa stałej, cienkiej powłoki ze stopu tytanu, tak zwana skorupa zastygła, a ta warstwa zastygłej powłoki z tego samego materiału służy jako wyściółka tygiel do tworzenia roztopionego jeziorka do przechowywania ciekłego tytanu, co pozwala uniknąć zanieczyszczenia tygla ciekłym stopem tytanu. Po odlaniu warstwę zastygłej skorupy pozostawioną wewnątrz ubytku zwiększeniowego 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 z własnym zużyciem (w tym piecu kondensacyjnym) jest nadal najbardziej ekonomiczną i mającą zastosowanie metodą topienia. Ze względu na właściwości fizyczno-chemiczne tytanu, proces odlewania stopów tytanu, niezależnie od tego, czy jest to proces materiałów modelarskich, ma swoje unikalne wymagania i cechy. Po pierwsze, wymaganie materiałów modelarskich o bardzo wysokiej ogniotrwałości; Po drugie, zalewanie musi odbywać się w warunkach wysokiego stopnia próżni lub ochrony przed gazem obojętnym, a czasami także pod wpływem siły odśrodkowej. Łączenie materiału powłoki jest inne, skorupa do formowania w stanie stopionym jest podzielona na trzy różne systemy.
(1) System powłoki z czystego grafitu. Jako ogniotrwały wypełniacz i materiał do rozprowadzania piasku stosuje się proszek grafitowy o różnej wielkości ziaren, a jako środek wiążący stosuje się żywicę. Wysoka wytrzymałość, lekkość, niski koszt i szerokie źródło surowców. Nadaje się do odlewania odśrodkowego lub grawitacyjnego.

(2) System powłoki z ogniotrwałej metalowej warstwy wierzchniej. W przypadku systemu kompozytowego, oprócz warstwy powierzchniowej, ze względu na różne materiały formierskie (proszek wolframu i inne metale ogniotrwałe) należy zastosować specjalną technologię, z powrotem od materiałów formierskich do procesu wytwarzania skorupy są takie same jak w przypadku odlewania metodą traconego staliwa .

(3) System powłoki ceramicznej tlenkowej. Warstwa wierzchnia i tylna skorupy wykonana jest z tlenku jako materiału modelowego, dzięki czemu skorupa ma dużą wytrzymałość, a przewodność cieplna jest najmniejsza spośród trzech rodzajów skorup, co nadaje się do zalewania cienkościennych odlewów o skomplikowanych kształtach.

Odlewy tytanowe odlewane z trzema powyższymi rodzajami układów skorupowych, różnica w składzie chemicznym i właściwościach mechanicznych jest bardzo mała; istnieje jednak znacząca różnica w jakości powierzchni, przy czym dwa ostatnie rodzaje skurczu skorupy są znacznie mniejsze niż w przypadku powłoki grafitowej, a co za tym idzie, dokładność wymiarowa odlewu.