Плавка титанових сплавів

Титан відноситься до легких (р = 4,5 кг / дм3) тугоплавким (Tпл = 1668 ° С) металів. Теплопровідність розплаву титану в 20 разів менше, ніж міді. Питомий електричний опір титану 0,61 * 10 "6 Ом-м. У порівнянні зі сталлю питома теплота кристалізації титану (419 кДж / кг) в 1,6 рази більше.

Титан і його сплави в рідкому стані мають надзвичайно високу хімічну активність. Титан реагує з киснем, азотом, воднем, вступає у взаємодію з різними оксидами, що утворюють вогнетривкі матеріали, і відновлює їх. Крім того, розплав титану розчиняє вуглець графітового тигля, що призводить до різкого зниження пластичності сплавів. Тому титан можна плавити в печах, футерованих звичайними вогнетривами. Для виплавки якісних титанових сплавів необхідно виключити взаємодію металу з футеровкою і газовою фазою. Тому плавку ведуть у вакуумних гарнісажних дугових печах з витрачаються (рис. 15.3) або невитратним електродом.

Плавка титанових сплавів
У першому випадку в вакуумну камеру 3 поміщають мідний водоохолоджуваний тигель 8, електрод, що витрачається 2 і ливарні форми 5. електрод, що витрачається є шихтової злиток титану або пруток, спресований з титанового порошку. Після вакуумування печі запалюють електричну дугу між електродом і дном тигля і прогрівають тигель і електрод на малій потужності. При підвищенні потужності до робочих її значень відбувається плавлення витрачається електрода, розплавлений метал поступово заповнює тигель. У міру оплавлення витрачається електрода він автоматично опускається вниз електроди-держателем 1. У зв'язку з високою теплопровідністю мідного по-доохлаждается тигля на його стінках утворюється шар затверділого розплаву товщиною 10 ... 15 мм, який є свого роду футеровкою і називається гарнісажу 9.

Товщина шару гарнісажу залежить від співвідношення потужності, що виділяється дугою, і кількості теплоти, що відводиться від розплаву через гарнісажу і тигель охолоджуючої водою. При недостатній потужності збільшується товщина гарнісажу, і обсяг розплавленого металу зменшується. Надмірна потужність дуги може привести до локального розплавлення гарнісажу і мідного тигля.

В сучасних плавильних установках зміна потужності дуги в процесі плавки відбувається за заздалегідь розробленою програмою, яка реалізується за допомогою комп'ютера.

Для низьколегованого титану марок ВТ5Л, ВТ6Л і ін. Позитивні результати дає зміну бором або карбідом бору в кількості 0,007 ... 0,01%.

Якщо для плавки використовують злиток заданого складу, то в зливку висвердлюють отвір і в нього закладають модифікатор.

Отвір потім закладають титанової пробкою, щоб модифікатор не випав завчасно. Місце розташування модифікатора вибирають таким чином, щоб модифікатор потрапив в ванну рідкого металу за 40 ... 60 с до закінчення плавки. Загальний час від введення модифікатора до початку затвердіння виливки не повинно перевищувати 150 ... 180 с.
Для спостереження за ходом плавки передбачено віконце 8. Готовий метал заливають у форми при повороті печі.

Схожі статті