Làm thế nào để chọn thiết bị nấu chảy chân không để gia công hợp kim titan cao cấp?

Titan có tính năng hoạt động hóa học cao. Khi tan chảy ở nhiệt độ cao, nó dễ dàng phản ứng với oxy, nitơ, hydro và carbon để tạo thành các pha giòn. Điều này làm giảm độ dẻo và tính năng mỏi của vật liệu, làm giảm kết quả thử nghiệm không phá hủy và hạn chế năng suất và độ tin cậy dịch vụ củasản phẩm titan cao cấp.Nấu chảy chân không đóng vai trò là quy trình chính quan trọng để sản xuất hợp kim titan. Thiết bị nấu chảy xác định độ tinh khiết của phôi cũng như độ ổn định của thành phần và cấu trúc vi mô, tạo thành sự đảm bảo cơ bản cho quá trình gia công hợp kim titan cao cấp.

 

 

1. VAR

Một quy trình chủ đạo cho các thỏi titan cấp hàng không vũ trụ. Điện cực tiêu hao được nấu chảy bằng hồ quang điện trong chân không hoặc khí quyển argon áp suất thấp, và đông đặc trong nồi nấu bằng đồng làm mát bằng nước.

Ưu điểm: Khử khí hiệu quả, mật độ phôi cao và hiệu suất thử nghiệm không phá hủy thuận lợi; thích hợp để sản xuất hàng loạt các thỏi tròn cỡ lớn như Gr5 và TA15.

Nhược điểm: Phạm vi điều chỉnh thành phần hẹp, khả năng xử lý phôi có hình dạng đặc biệt kém và khó kiểm soát nguyên tố vi lượng.

 

2. VIM

Sự nóng chảy được thực hiện thông qua quá trình gia nhiệt bằng dòng điện xoáy trong nồi nấu bằng gốm.

Ưu điểm: Đủ khuấy điện từ và thành phần đồng đều; áp dụng cho sản xuất hàng loạt nhỏ các hợp kim titan đặc biệt và hợp kim chính với nhiều cấp độ.

Nhược điểm: Chén nung bằng gốm có xu hướng tạo ra tạp chất. Nó hiếm khi được sử dụng để sản xuất phôi thành phẩm một cách độc lập và chủ yếu dùng để chuẩn bị các điện cực hợp kim chính cho các quy trình VAR hoặc EB.

 

3. EBCHM

Nguyên liệu thô bị nấu chảy bởi chùm electron năng lượng cao. Tan chảy để hình thành sau khi loại bỏ tạp chất trong lò sưởi lạnh làm mát bằng nước, nơi tạp chất có thể bị giữ lại.

Ưu điểm: Khả năng loại bỏ tạp chất vượt trội. Titan xốp và phế liệu tái chế có thể được sử dụng trực tiếp. Các khiếm khuyết và sự phân tách hard-alpha được kiểm soát tốt. Các phôi phẳng có thể được sản xuất để phù hợp với các thành phần tấm dày lớn trong ngành hàng không vũ trụ.

Nhược điểm: Đầu tư thiết bị và tiêu hao năng lượng cao, tốc độ sản xuất thấp; không hiệu quả về mặt chi phí đối với sản xuất hàng loạt nhỏ.

 

Lộ trình ba quy trình cao cấp: VIM để chuẩn bị hợp kim gốc → Tinh luyện lò nung nguội EB → Nấu chảy lại VAR. Quá trình tinh chế nhiều giai đoạn giúp cân bằng độ chính xác về thành phần, kiểm soát tạp chất và độ ổn định cấu trúc vi mô, đồng thời được áp dụng cho các hợp kim titan hàng không vũ trụ cao cấp.

 

 

1. Độ chân không tối đa và tốc độ tăng áp suất

Titan dễ dàng hấp thụ khí. Đối với các lò cao cấp, độ chân không cuối cùng phải nhỏ hơn hoặc bằng 1×10⁻³ Pa. Tốc độ tăng áp suất phản ánh hiệu suất bịt kín khoang. Việc bịt kín kém gây ra hàm lượng oxy và nitơ quá mức và khiến vật liệu bị giòn. Các yêu cầu nghiêm ngặt được áp dụng đối với thiết bị cấy ghép y tế và thiết bị rèn hàng không vũ trụ Loại 1.

 

2. Kiểm soát nguồn nhiệt ổn định

Nguồn cung cấp ổn định hồ quang cho VAR và điều khiển luồng tia cho EB là những công nghệ cốt lõi. Sự dao động trong dòng hồ quang điện hoặc chùm tia điện tử gây ra sự phân tách, độ xốp và các khoang co ngót. Thiết bị cao cấp hỗ trợ điều chỉnh công suất thời gian thực vòng kín.

 

3. Độ tin cậy làm mát bằng nước

Nồi nấu kim loại bằng đồng, lò sưởi nguội và các bộ phận khác chịu sốc nhiệt nghiêm trọng. Cần phải giám sát tốc độ dòng chảy, chênh lệch nhiệt độ và áp suất cũng như các chức năng báo động rò rỉ nước. Lỗi làm mát không chỉ dẫn đến các thỏi bị loại bỏ mà còn có thể gây ra phản ứng dữ dội giữa titan nóng chảy và nước, gây ra rủi ro an toàn cực kỳ cao.

 

4. Năng lực xử lý vật liệu tái chế

Quá trình xử lý titan tạo ra chip, điện cực dư và các mảnh vụn khác. Thiết bị được trang bị hệ thống tiền xử lý và cấp liệu liên tục giúp cắt giảm chi phí nguyên liệu thô. Quá trình nấu chảy bằng lò sưởi lạnh EB mang lại khả năng thích ứng tối ưu cho phế liệu tái chế.

 

5. Giám sát trực tuyến và truy xuất nguồn gốc dữ liệu

Truy xuất nguồn gốc toàn bộ quá trình là bắt buộc đối với vật liệu titan hàng không vũ trụ. Thiết bị cao cấp tự động lưu trữ dữ liệu quy trình bao gồm hình ảnh bể nóng chảy, nhiệt độ, mức chân không và công suất nhằm mục đích kiểm tra chất lượng.

 

6. Khả năng khử khí và loại bỏ tạp chất

Lượng oxy, nitơ, hydro, pha cứng và các tạp chất có điểm nóng chảy cao có thể gây ra hiện tượng đứt gãy do mỏi của các bộ phận hàng không vũ trụ. Điều này tạo nên khoảng cách hiệu suất quan trọng nhất giữa titan cấp công nghiệp thông thường và titan cấp hàng không vũ trụ cao cấp.

 

 

1. Titan cấp công nghiệp đa năng

Chọn các lò nung lại hồ quang chân không VAR có hiệu suất chân không vừa phải và nguồn điện ổn định hồ quang tiêu chuẩn, được cấp điện bằng điện cực titan xốp. Nó mang lại thông lượng cao với chi phí thấp. Việc nấu chảy bằng lò sưởi lạnh EB không được khuyến khích do thời gian hoàn vốn dài.

 

2. Titan cấp y tế

Lò VAR là lựa chọn hàng đầu, ưu tiên thân lò được hàn kín tốt và hệ thống ổn định hồ quang có độ chính xác cao. Việc chế tạo sẵn các hợp kim chính của VIM là một lựa chọn có đủ ngân sách. Hiệu suất chân không, độ sạch của lò và cách ly mẻ là rất quan trọng; kiểm soát tạp chất được ưu tiên hơn năng lực sản xuất.

 

3. Titan cấp hàng không vũ trụ có độ tinh khiết cao

EBCHM hoặc phương pháp nấu chảy lại EB + VAR ở chế độ kép được áp dụng. Cần có súng điện tử hiệu suất cao, kiểm soát luồng chùm tia ổn định, tinh chế lò sưởi lạnh và truy xuất nguồn gốc dữ liệu toàn bộ quá trình. Phế liệu tái chế đủ tiêu chuẩn có thể được trộn lẫn. Đây là yêu cầu cơ bản để được tham gia vào chuỗi cung ứng hàng không vũ trụ.

 

4. R&D về hợp kim titan mới và vật liệu tổng hợp ma trận titan

Kết hợp lò cảm ứng chân không VIM quy mô nhỏ với lò nấu lại VAR quy mô nhỏ. Trộn mẻ linh hoạt, khuấy điện từ và điều chỉnh bầu không khí hỗ trợ việc lặp lại công thức và nấu chảy thử lô nhỏ. Lưu ý rằng VIM không thể tự sản xuất các thỏi có độ tinh khiết cao và chỉ được sử dụng để chuẩn bị hợp kim gốc.

 

 

Ruihang cung cấp nguyên liệu thô chất lượng tối ưu cho việc sản xuất linh kiện chính xác của bạn. Nếu bạn có nhu cầu mua hàng xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email:Sam.Rui@bjrh-titanium.com