การหลอมอาร์กด้วยสุญญากาศ (VAR) ปัจจุบันเป็นกระบวนการหลักสำหรับการผลิตไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม  แท่งโลหะ กำจัดการปนเปื้อนของไทเทเนียมที่ละลายผ่าน-สภาพแวดล้อมสุญญากาศสูงและ-การออกแบบเบ้าหลอมทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตแท่งโลหะคุณภาพสูง-ที่มีความบริสุทธิ์และความสม่ำเสมอเป็นพิเศษ

 

1. หลักการพื้นฐาน

การหลอมใหม่ด้วย VAR ดำเนินการในสภาพแวดล้อมสุญญากาศสูง- โดยที่ส่วนโค้งของอุณหภูมิสูง-เกิน 3000 องศาก่อตัวขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดที่ใช้โลหะ (แคโทด) และเบ้าหลอมทองแดง (แอโนด) ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ- ทำให้อิเล็กโทรดละลายอย่างต่อเนื่อง หยดที่หลอมละลายจะตกลงไปที่ด้านล่างของเบ้าหลอมเพื่อก่อตัวเป็นแอ่งหลอมเหลว ซึ่งผ่านการแข็งตัวในทิศทางจากล่างขึ้นบนจนกลายเป็นแท่งโลหะผ่านการบังคับการไหลเวียนของน้ำให้เย็นลง อิเล็กโทรดจะถูกลดระดับลงโดยอัตโนมัติในขณะที่ละลายเพื่อรักษาความยาวส่วนโค้งให้คงที่ เพื่อให้มั่นใจว่าแท่งโลหะจะมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง

 

 

1. มีความบริสุทธิ์สูง: สภาพแวดล้อมสุญญากาศที่สูง-จะขจัดสิ่งเจือปนที่ระเหยง่ายและก๊าซคั่นระหว่างหน้า เช่น ไฮโดรเจน (H) ไนโตรเจน (N) และออกซิเจน (O) ซึ่งช่วยลดปริมาณของสารเหล่านั้นในแท่งโลหะได้อย่างมาก

 

2. การปนเปื้อน-การหลอมละลายอย่างอิสระ: กระบวนการทั้งหมดใช้ถ้วยใส่ตัวอย่างทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ- โดยไม่มีการสัมผัสกับวัสดุทนไฟ ซึ่งจะช่วยขจัดการปนเปื้อนที่รวมเอาวัสดุทนไฟในการหลอมไทเทเนียมได้อย่างสมบูรณ์

 

3. องค์ประกอบที่สม่ำเสมอ: การกวนด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าส่วนโค้งและการพาความร้อนในสระหลอมเหลวส่งเสริมการกระจายตัวของธาตุโลหะผสมที่สม่ำเสมอ และลดทั้งการแยกระดับมหภาคและการแยกระดับไมโคร

 

4. โครงสร้างที่หนาแน่น: การแข็งตัวตามทิศทางและการป้อนจะกำจัดข้อบกพร่อง เช่น ช่องการหดตัวตรงกลางและความพรุน ส่งผลให้ได้แท่งโลหะที่มีความหนาแน่นใกล้เคียง{0}}ตามทฤษฎี

 

5. มีความยืดหยุ่นสูง: สามารถผลิตแท่งโลหะที่มีข้อกำหนดต่างๆ ได้ตั้งแต่ไม่กี่กิโลกรัมจนถึง 32 ตันด้วยความร้อนเพียงครั้งเดียว ครอบคลุมไทเทเนียมบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์และเกรดโลหะผสมไทเทเนียมส่วนใหญ่

 

6. กระบวนการที่ครบกำหนด: หลังจากหลายทศวรรษของการพัฒนา ได้มีการสร้างกระบวนการและระบบควบคุมคุณภาพที่สมบูรณ์ขึ้น เพื่อให้มั่นใจว่าแบทช์ที่ยอดเยี่ยม-ถึง-ความสอดคล้องของผลิตภัณฑ์เป็นแบทช์

 

ปัจจุบัน มากกว่า 90% ของแท่งไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมดัดขึ้นรูปทั่วโลกผลิตผ่านกระบวนการ VAR และส่วนประกอบโลหะผสมไทเทเนียมที่สำคัญในการบินและอวกาศเกือบทั้งหมดผลิตจากแท่งที่ผลิตโดยกระบวนการหลอม VAR สามเท่า

 

 

1.การเตรียมวัตถุดิบและการผลิตอิเล็กโทรด

ชั่งน้ำหนักฟองน้ำไทเทเนียมและมาสเตอร์อัลลอยด์อย่างแม่นยำต่อองค์ประกอบเป้าหมาย

ใช้-การผสม/การชาร์จสองขั้นตอนเพื่อป้องกันการแยกตัวของอนุภาค

กดเข้าไปในอิเล็กโทรด briquettes; พลาสมาสุญญากาศเชื่อมเข้ากับอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองเสาหิน

 

2.การโหลดเตาและการเตรียมการล่วงหน้า-

ตรวจสอบถ้วยใส่ตัวอย่างทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ- ติดตั้งอิเล็กโทรดและปรับความร่วมแกน

วางฟองน้ำไทเทเนียมบนแท่งสตาร์ทเตอร์เพื่อเป็นตัวเริ่มต้นส่วนโค้ง

อพยพออกไปที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 Pa (แบบธรรมดา) หรือน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.1 Pa (เกรดอากาศยาน-)

ดำเนินการตรวจจับการรั่วของฮีเลียม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอัตราการรั่วไหลของเตาน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.8 Pa/min

 

3. กระบวนการหลอม

การจุดระเบิดแบบอาร์ค: ใช้แรงดันไฟฟ้าโหลด 60–70 V no-; ตีส่วนโค้งที่กระแสที่กำหนด 1/4–1/3 เพื่อสร้างบ่อหลอมเหลวที่เสถียร

การหลอมละลายที่มั่นคง: กระแสลาดขึ้นเป็น kA–สิบของ kA; จับคู่แรงดันไฟฟ้า 28–38 V, ส่วนโค้ง-ทำให้กระแสคงที่ 8–15 A; รักษาอัตราการหลอมเหลวให้คงที่และการปรับความยาวส่วนโค้งตามเวลาจริง-

การให้อาหาร: เริ่มต้นที่อิเล็กโทรดคงเหลือ 10–15% ค่อยๆ ลดกระแส/อัตรา; ทำการท็อปปิ้งแบบร้อนเพื่อกำจัดการหดตัวและความพรุนตรงกลาง

 

4. การระบายความร้อนและการคายประจุ

ตัดไฟหลังป้อนอาหาร เก็บแท่งโลหะไว้ภายใต้การระบายความร้อนด้วยน้ำสุญญากาศเป็นเวลามากกว่าหรือเท่ากับ 30 นาที ระบายอากาศและระบายออกเฉพาะเมื่อมีอุณหภูมิพื้นผิวเท่านั้น<200 °C.

 

5. หลัง-การรักษาแท่งโลหะ

ถอดส่วนล่าง (20–50 มม.) และส่วนบน (150–180 มม.) ที่ชำรุดออก

เครื่องกลึง-กลึงตัวแท่งโลหะให้ลึก 10–30 มม. เพื่อขจัดข้อบกพร่องที่พื้นผิว

ดำเนินการวิเคราะห์องค์ประกอบเต็มรูปแบบ ตรวจโครงสร้างจุลภาค และ NDT โอนไปยังกระบวนการถัดไปหลังจากผ่านการตรวจสอบทั้งหมดแล้วเท่านั้น

 

 

• การผลิตอิเล็กโทรด: ควบคุมสิ่งเจือปนในฟองน้ำไทเทเนียม/มาสเตอร์อัลลอยด์ ใช้การผสมสอง-ขั้นตอนเพื่อให้ได้องค์ประกอบที่สม่ำเสมอ ตรวจสอบความหนาแน่น/ความแข็งแรงของก้อนอิเล็กโทรด รักษาอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางของอิเล็กโทรด-ต่อ-ไว้เป็น 0.78–0.92; ใช้การเชื่อมพลาสมาสุญญากาศเพื่อรวม-การเชื่อมแบบอิสระ

 

• สุญญากาศและสุญญากาศ: สุญญากาศก่อนการหลอมเหลว น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 Pa (ทั่วไป), น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.1 Pa (การบินและอวกาศ), 1×10⁻²–1×10⁻³ Pa (ความบริสุทธิ์สูง-สูงเป็นพิเศษ-); รักษาสุญญากาศให้คงที่ระหว่างการหลอม อัตราการรั่วไหลของเตาน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.8 Pa/min
• กระแสและแรงดัน: กระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับข้อมูลจำเพาะของแท่งโลหะ/ประเภทโลหะผสม แรงดันไฟฟ้า 28–38 โวลต์; จับคู่พารามิเตอร์เพื่อรักษาเสถียรภาพส่วนโค้งและรูปร่างของสระ
• อัตราการหลอมละลาย: อัตราคงที่ที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ 10–35 กก./นาที; อัตรา-ถึง-อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางของอิเล็กโทรด 0.015–0.035 กก./(นาที·มม.); อัตราเร็วเพิ่มการแยกแกน อัตราที่ช้าทำให้เกิดการแบ่งแยกมรดก/ประสิทธิภาพต่ำ
• ช่องว่างอิเล็กโทรด: ความยาวส่วนโค้ง 20–50 มม. ; อัตโนมัติ-ควบคุมผ่านแรงดันไฟฟ้าป้อนกลับ; ช่องว่างขนาดใหญ่ทำให้เกิดการโค้งงอ ช่องว่างเล็กทำให้เกิดการลัดวงจร-
• การทำให้เสถียรส่วนโค้งและการกวน: สนามแม่เหล็กสลับตามขวางสำหรับการกวนสระแบบสองทิศทาง ส่วนโค้ง-ทำให้กระแสคงที่ 8–15 A; วงจรการเปลี่ยน-ถึง-อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผ่านศูนย์กลางของถ้วยใส่ตัวอย่าง 0.08–0.14 วินาที/มม. ยับยั้งการระเบิดของส่วนโค้ง เพิ่มการพาความร้อน ลดการแยกส่วนขนาดใหญ่
• กระบวนการให้อาหาร: เริ่มต้นที่อิเล็กโทรดคงเหลือ 10–15% ค่อยๆลดกระแสเพื่อหลีกเลี่ยงการแข็งตัวอย่างรวดเร็ว ระยะเวลามากกว่าหรือเท่ากับ 30 นาที ปรับให้เหมาะสมแบบไดนามิกตามเงื่อนไขของพูล
• การหลอมหลายครั้ง: ผ่านขั้นต่ำ 2 ครั้ง; 3 รอบสำหรับการบินและอวกาศระดับสูง- อย่างน้อยหนึ่งรอบใช้แท่งโลหะกลับหัวเป็นอิเล็กโทรดเพื่อลดการแบ่งแยกตามแนวแกน รอบที่ 1 จะขจัดสารระเหย; การจ่ายบอลครั้งที่ 2/3 ปรับปรุงความสม่ำเสมอขององค์ประกอบภาพ

 

Ruihang Group ส่วนใหญ่ผลิตผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมโดยมีห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่สมบูรณ์ รวมถึงการถลุง การตี การยืดผม การรีด การรักษาพื้นผิว กระบวนการทดสอบ สำหรับความต้องการในการจัดซื้อใด ๆ โปรดติดต่อเราได้ที่อีเมล:Sam.Rui@bjrh-titanium.com