Facebook

Twitter

9:00 – 18:00

Время работы ПН-ПТ

+7 (495) 646-61-40

Мы всегда Вам рады!

Поиск
Меню
 
Плавка титановых сплавов

Плавка титановых сплавов

Титан относится к легким (р = 4,5 кг/дм3) тугоплавким (Tпл = 1668 °С) металлам. Теплопроводность расплава титана в 20 раз меньше, чем меди. Удельное электрическое сопротивление титана 0,61 *10″6 Ом-м. По сравнению со сталью удельная теплота кристаллизации титана (419 кДж/кг) в 1,6 раза больше.

Титан и его сплавы в жидком состоянии имеют чрезвычайно высокую химическую активность. Титан реагирует с кислородом, азотом, водородом, вступает во взаимодействие с различными оксидами, образующими огнеупорные материалы, и восстанавливает их. Кроме того, расплав титана растворяет углерод графитового тигля, что приводит к резкому снижению пластичности сплавов. Поэтому титан нельзя плавить в печах, футерованных обычными огнеупорами. Для выплавки качественных титановых сплавов необходимо исключить взаимодействие металла с футеровкой и газовой фазой. Поэтому плавку ведут в вакуумных гарнисажных дуговых печах с расходуемым (рис. 15.3) или нерасходуемым электродом.

Схема вакуумной дуговой печи с расходуемым электродом для плавки титановых сплавовВ первом случае в вакуумную камеру 3 помещают медный водоохлаждаемый тигель 8, расходуемый электрод 2 и литейные формы 5. Расходуемый электрод представляет собой шихтовой слиток титана или пруток, спрессованный из титанового порошка. После вакуумирования печи зажигают электрическую дугу между электродом и дном тигля и прогревают тигель и электрод на малой мощности. При повышении мощности до рабочих ее значений происходит плавление расходуемого электрода, расплавленный металл постепенно заполняет тигель. По мере оплавления расходуемого электрода он автоматически опускается вниз электродо-держателем 1. В связи с высокой теплопроводностью медного во-доохлаждаемого тигля на его стенках образуется слой затвердевшего расплава толщиной 10… 15 мм, который является своего рода футеровкой и называется гарнисажем 9.

Толщина слоя гарнисажа зависит от соотношения мощности, выделяемой дугой, и количества теплоты, отводимого от расплава через гарнисаж и тигель охлаждающей водой. При недостаточной мощности увеличивается толщина гарнисажа, и объем расплавленного металла уменьшается. Чрезмерная мощность дуги может привести к локальному расплавлению гарнисажа и медного тигля.

В современных плавильных установках изменение мощности дуги в процессе плавки происходит по заранее разработанной программе, реализуемой с помощью компьютера.

Для низколегированного титана марок ВТ5Л, ВТ6Л и др. положительные результаты дает модифицирование бором или карбидом бора в количестве 0,007…0,01 %.

Если для плавки используют слиток заданного состава, то в слитке высверливают отверстие и в него закладывают модификатор.

Отверстие затем заделывают титановой пробкой, чтобы модификатор не выпал раньше времени. Место расположения модификатора выбирают таким образом, чтобы модификатор попал в ванну жидкого металла за 40…60 с до окончания плавки. Общее время от введения модификатора до начала затвердевания отливки не должно превышать 150… 180 с.
Для наблюдения за ходом плавки предусмотрено окошко 8. Готовый металл заливают в формы при повороте печи.