ما هي مراحل عملية صهر وصب سبائك التيتانيوم؟
تنقسم عملية ذوبان سبائك التيتانيوم وصبها عمومًا إلى ثلاث مراحل، إحداها هي الخلط، والثانية هي تجميع الأقطاب الكهربائية، والثالثة هي الذوبان والصب.
أنا. الخلط
سبائك التيتانيوم وفقا للمبادئ التالية لتحديد نسبة عناصر السبائك في الجرعات:
(1) عناصر صناعة السبائك ومحتوى الشوائب في النطاق المسموح به من التقلبات وأفضل أداء أمثل للسبائك يتطلبه نطاق التركيب الأمثل؛.
(2) طريقة الذوبان وعدد مرات الذوبان.
(3) معدلات الاحتراق والتبخر لعناصر صناعة السبائك أثناء ذوبان الفراغ الأبيض؛ و
(4) طريقة إضافة عناصر السبائك وخواصها الفيزيائية.
بشكل عام، بالنسبة للعناصر ذات معدل الاحتراق الكبير وسهل التطاير، تكون نسبة المكونات قريبة من الحد الأعلى أو تتجاوز الحد الأعلى، ويتم جرعات العناصر ذات الفقد غير المتطاير حسب الحد الأوسط من النطاق المطلوب .
ثانيا. الضغط على كتلة القطب
متطلبات الصهر بالاستهلاك الذاتي على القطب الكهربائي هي بشكل رئيسي:
(1) القوة الكافية؛ و
(2) التوصيل الكهربائي الكافي.
(3) التسطيح والاستقامة. و
(4) التوزيع المعقول لعناصر صناعة السبائك في القطب؛ و
(5) لا رطوبة ولا تلوث.
تحتوي طريقة تحضير القطب الكهربائي أحادي الكتلة على نوعين: الضغط (مقسم أيضًا إلى ضغط رأسي وأفقي) والبثق (مقسم أيضًا إلى أفقي ورأسي)، والأكثر استخدامًا هي طريقة الضغط.
ترتبط كثافة كتلة القطب بالمادة الخام التي يتم ضغطها. بشكل عام، كثافة كتلة القطب أكثر من 3.2 جم/سم 3 يمكن أن تلبي متطلبات الذوبان. بشكل عام، يتم استخدام المكابس ذات الضغوط من 300 إلى 500 ميجا باسكال.
اللحام الجماعي للأقطاب الكهربائية هو الضغط على لحام مجموعة كتلة القطب الواحد الجيد في ذوبان قوس الاستهلاك الذاتي المطلوب المقطع العرضي وطول القطب. الصناعة، غالبًا ما تستخدم لحام البلازما بحماية الأرجون، ولحام البلازما الفراغية، ولحام شعاع الإلكترون. من أجل منع خلط شوائب الجاذبية النوعية العالية، لا تستخدم بشكل عام اللحام بقوس الأرجون التنغستن. اللحام بنقاوة الأرجون 99.99 ﹪.
ثالثا. من بداية ذوبان مصدر الطاقة إلى مادة الفرن، يُطلق على جميع المواد الذائبة (بالإضافة إلى حوض الذوبان فوق جسر القوس الصلب) مرحلة ذوبان مادة الفرن. في بداية الذوبان، تكون المقاومة المحددة للشحنة المضافة حديثًا أكبر، والقطب والشحنة على اتصال مباشر، بالاعتماد على مقاومة الشحنة لتسخين الشحنة، وهذه المرة يكون تيار الإدخال صغيرًا ولكنه مستقر نسبيًا، وحرارة المقاومة خلال هذا الفترة الزمنية هي المهيمنة. لكن هذه الفترة الزمنية ليست طويلة، عندما يذوب القطب الموجود أسفل الشحنة ليشكل ثلاثة "حوض ذوبان بوتقة"، ويتم إنتاج القطب و"حوض ذوبان البوتقة" بين مادة فرن التسخين الحراري القوسي بحيث يتوسع حوض الصهر تدريجيًا إلى الخارج حتى يتم تكوين اتصال بين الأقطاب الكهربائية الثلاثة لـ "حوض الانصهار الكبير". من "حوض ذوبان البوتقة" إلى "حوض الذوبان الكبير" أثناء الانتقال، بسبب تقليل الجزء غير المنصهر من مادة الفرن، تصبح مقاومته المحددة أصغر تدريجيًا، وبالتالي يتم تقليل حرارة مقاومة مادة الفرن تدريجيًا؛ والقطب و"حوض ذوبان البوتقة" بين القطب و"حوض ذوبان البوتقة" يخرجان عن النسبة تدريجياً. من بداية الذوبان بعد حوالي نصف ساعة بعد أن تسود حرارة القوس. "الفترة الانتقالية" المذكورة أعلاه لفترة غير مستقرة لصهر خبث التيتانيوم العالي، أولاً، لأن التيار عبر الخط (القطب ← حوض ذوبان البوتقة ← الشحنة غير الذائبة ← حوض ذوبان البوتقة ← القطب) يتغير مع مرور الوقت؛ ثانيًا، غالبًا ما يتم احتجاز "حوض ذوبان البوتقة" الموجود فوق المادة الصلبة في حوض الذوبان لإحداث تفاعل شديد وجعل الخبث يغلي، وظاهرة "غليان خبث المواد المنهارة" هذه غير منتظمة.
