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钛熔锭炉的选择及工艺参数

来源:钛棒,钛板,钛管,钛设备,钛合金,钛丝 发布时间:2014-5-14 12:33:26
熔炼电流是真空自耗熔炼的重要参数,它与被熔炼材料、铸锭直径、坩埚与电极直径比、炉内压力、极性、炉子结构及电源类型有关。熔炼电流大小,除决定金属的熔化速率和熔池温度外,还直接影响到熔池的形状、体积和深度。电流越大,金属熔化速率越大,铸锭表面质量越好。同时,随着电流的增加,金属熔池深度增加引起铸锭组织变坏——粒状晶粗大,径向发展,疏松和偏析程度增加。熔炼电流小,则熔化速率低,金属熔池浅,柱状晶细小且轴向发展,有利于获得疏松程度小、成分偏析度小、结晶构造致密的铸钛锭。 

熔锭炉的功率:在真空自耗电弧熔炼时,用于金属熔化的功率仅占总输入功率的30%~50%,有50%~70%的功率以各种形式损失掉。其中包括金属挥发损失,电极热损失,金属表面热损失和液体金属导热损失。熔炼所需的总输入功率可按下述经验公式计算: 

P总=P熔/=IV 

P总——熔炼所需的总输入功率,kW.h; 

P熔——金属熔化所需功率,kw.h; 热效率,一般为30%~50%; 

I——电弧电流,kA; 

V——电弧电压,V。 

真空自耗电弧熔炼钛的电压通常为28~40V。惰性气体保护熔炼的电压比真空熔炼高6~8V。随着电流的增大电弧电压略有升高。 

熔炼速度:真空自耗熔炼的速度与熔炼的电流大小有关,如图8—30所示。在保证铸锭质量的前提下,提高熔速有利于增加生产效率。提高熔炼速度的主要方法是增加电压和电流,一般以增加电流为好。 

坩埚比:电极直径与坩埚直径之比简称坩埚比,是影响铸锭质量和安全生产的重要参数之一。对于钛而言,坩埚比一般在0。625~0。88之间。真空自耗熔炼时坩埚直径与最小间隙的关系见图8—31 

目前有采用大断面电极的倾向。大断面电极的优点在于电弧热能均匀地分布在整个熔池表面,使金属熔池呈扁平状,增加了熔池固液两相区的温度梯度,有利于获得成分偏析小、致密度高的优质铸锭。 

熔炼真空度:钛及钛合金的熔炼真空度一般为0.1~1.0Pa。 

搅拌电流:金属熔池的旋转,对铸锭质量既有好的作用,也有坏的影响。合适的搅拌电流,可以细化晶粒,减轻结晶偏析的程度。通常是根据所熔炼的合金来确定搅拌电流 

的大小和频率。一般地说,有正偏析特征组元的钛合金,在二次重熔时,选择较低的频率和较小的搅拌电流。 

熔炼次数:一般采用两次自耗铸锭出成品,也有极少数钛合金需要三次熔炼。 

一次锭处理:一次锭一般不必乎头和扒皮,只需清刷表面附着物即可转入二次熔炼。
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