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氯化镁对钛锭熔铸过程中的影响

来源:钛板,钛棒,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2015-6-18 9:37:27
钛锭熔铸过程分为:配料,捆电极,熔铸三个阶段。从开始送电熔炼至炉料全部熔化(除熔池上方的固体拱桥外)完毕称为炉料熔化阶段。熔炼刚开始时,新加入的炉料比电阻较大,电极与炉料直接接触,依靠炉料电阻热加热炉料,此时输入电流虽小但比较稳定,此段期间电阻热占主导地位。但这段时间不长,当电极下方炉料熔化形成三个”坩蜗熔池”后,电极与”坩埚熔池”间产生电弧热加热炉料使熔池逐渐向外扩张,直至形成一个沟通三电极的”大熔池”。从”坩埚熔池”向”大熔池”的过渡期间,由于未熔化炉料部分被还原,其比电阻逐渐变小,所以炉料电阻热逐渐减少;而电极与”坩埚熔池”间的电弧热所出比例逐渐上升。从www.hvw00.com熔炼开始经过约半小时后电弧热便占主导地位。上述的”过渡期”为熔炼高钛渣的不稳定时期,一是因为电流经过的线路(电极→坩埚熔池→未化炉料→坩埚熔池→电极)的电阻随时间而变化;二是”坩埚熔池”上方的固体料经常会陷落至熔池引起激烈的反应而使渣沸腾,而且这种”塌料—渣沸腾”现象是无规律的。
 
海绵钛是轻而质地坚硬且呈蜂窝状的疏松产品,不能直接应用于钛制产品生产,必须经过高温熔炼成致密的钛锭才能应用于钛材加工。用海绵钛在真空自耗电弧炉熔炼钛及钛合金,需要将海绵钛颗粒及合金料压制成块,组焊成自耗电极使用。铸锭熔炼是在密闭的真空室中进行的,熔炼过程中不可能对熔体进行化学成分调整,故海绵钛对铸锭质量的控制起着非常重要的作用。镁热还原法生产的海绵钛中,不可避免地会残留有氯化镁,这些氯化镁会对电极、铸锭及熔炼设备产生不良影响。因此,研究海绵钛中残留氯化镁对钛及钛合金熔铸的影响,对生产实践中提高产品质量具有重要的意义。
 
残留氯化镁吸湿引起电极表面出现析出物。镁热法生产的海绵残留物主要为氯化镁,在空气中易潮解生成水合物。该水合物呈白色,含水多少与接触的空气潮湿程度、接触时间成正比。熔炼加热过程中,含水氯化镁分解出的水汽和氧化镁,会增加铸锭的含氧量。已有研究表明,因氧偏析,钛材容易出现发亮的富α层。在轧制过程中,富α层界面两侧的变形不协调,导致局部应力提高,材料脆化,从而引起开裂。残留氯化镁对铸锭表面的影响也很大。铸锭表面的沉积物由细小的氧化物、氯化物等夹杂逐层沉积构成。覆盖在氧化物表面的无水氯化镁,在空气中冷却吸湿、溶解,汇集大量水分。当沉积的氯化镁较多时,放置一段时间,还会出现氯化镁水溶液。铸锭的残余热量会使氯化镁溶解形成的溶液蒸发部分水分,但不能完全脱除水分,因而沉积物粘滞、附着在铸锭表面,不易清除。将表面有这种“黑壳”或“黑斑”的一次铸锭直接入炉,进行二次熔炼,势必会带入大量水分和氧化物夹杂,既增大了真空熔炼控制难度,又使铸锭易产生气孔、夹杂等质量缺陷。残留氯化镁对真空熔炼过程的危害主要有4点:增大发气量,降低熔炼真空度;增加气体杂质含量和气孔数量;残留高熔点颗粒,增大裂纹倾向;以及腐蚀真空系统,降低设备寿命。
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