Jauna metode un aprīkojums Ti-13Nb-13Zr titāna sakausējuma kausēšanai un liešanai

Ti-13Nb-13Zr titāns ir ceturtajā vietā starp metāla elementiem zemes garozā rezervju ziņā pēc dzelzs, alumīnija un vara. Turklāt titāna sakausējumiem ir virkne izcilu veiktspēju, un tādējādi tie tiek izmantoti arvien plašāk. Titāna sakausējumus var iedalīt augstas temperatūras titāna sakausējumos, strukturālajos titāna sakausējumos un funkcionālajos titāna sakausējumos atbilstoši to pielietojumam. Titāns ir ļoti aktīvs metāls, šķidrā stāvoklī, un skābekļa, slāpekļa, ūdeņraža un oglekļa reakcija ir diezgan ātra, tāpēc titāna sakausējuma kausēšanai ir jābūt augstākā vakuumā vai inertās gāzes (ar vai ne) aizsardzībā. Kausēšanas tīģelis ar ūdeni dzesējamu vara tīģeli, īpašajam kausēšanas procesam ir trīs galvenie veidi: (1) elektrodu loka krāsnī kausēšanas sakausējuma kausēšana vakuumā vai inertās gāzes aizsardzībā. Process galvenokārt sagatavo elektrodus pašpatēriņa elektrodu kausēšanai. (2) Vakuuma pašpatēriņa elektrodu kausēšana loka krāsnī Kā katodu izmanto pašpatēriņa elektrodu, kas izgatavots no titāna vai titāna sakausējuma, un kā anodu izmanto ar ūdeni dzesējamu vara tīģeli. Izkusušais elektrods nonāk tīģelī šķidruma pilienu veidā, veidojot izkausētu baseinu. Izkausētā baseina virsmu silda elektriskā loka un tā vienmēr ir šķidrā stāvoklī. Apakšdaļa un apkārtējā zona, kas saskaras ar tīģeli, tiek pakļauta piespiedu dzesēšanai, kā rezultātā notiek kristalizācija no apakšas uz augšu. Šķidrais metāls izkausētajā baseinā sacietē un kļūst par titāna lietni. (3) Vakuuma pašpatēriņa elektrodu kondensācijas apvalka aizsardzības kausēšanas kausēšanas ierīces shēma. Šī krāsns ir izstrādāta, pamatojoties uz vakuuma pašpatēriņa elektrodu loka krāsni, tā ir sava veida kausēšana un centrbēdzes ieliešana krāsns tipa formas daļu liešanā. Tā lielākā iezīme ir tāda, ka starp ūdens dzesēšanas vara tīģeli un izkausēto metālu atrodas titāna sakausējuma cieta plāna apvalka slānis, tā sauktais sacietējušais apvalks, un šis tā paša materiāla sacietējušā apvalka slānis kalpo kā oderējums. tīģelis, ko izmanto kausēšanas baseina veidošanai titāna šķidruma uzglabāšanai, un tas novērš tīģeļa piesārņošanu ar titāna sakausējuma šķidrumu. Pēc liešanas kā tīģeļa oderējumu var izmantot sacietējuša apvalka slāni, kas palicis pieauguma zudumā.

Pēdējos gados, attīstoties zinātnei un tehnoloģijām un ražošanas vajadzībām, titāna sakausējuma un citu aktīvo metālu kausēšanas jaunu metožu un iekārtu, galvenokārt elektronu staru krāsns, plazmas krāsns, vakuuma indukcijas krāsns uc, secīga izpēte un izstrāde, kā arī iegūta noteikta pielietojuma pakāpe. Tomēr, salīdzinot jaudas patēriņu, kušanas ātrumu, izmaksas un citus tehniskos un ekonomiskos rādītājus, pašpatēriņa elektrodu loka krāsns (ieskaitot kondensācijas čaulas krāsni) kausēšana joprojām ir visekonomiskākā un pielietojamākā kausēšanas metode. Sakarā ar fizikālās un ķīmiskās īpašības titāna, padarot liešanas process titāna sakausējuma, vai ātrums modelēšanas materiālu process ir savas unikālas prasības un īpašības. Pirmkārt, prasība pēc ļoti augstas ugunsizturības modelēšanas materiāliem; Otrkārt, ieliešana jāveic augstā vakuuma vai inertās gāzes aizsardzībā, un dažreiz arī jāpiestiprina centrbēdzes spēkam. Savienojuma apvalka materiāls ir atšķirīgs, kausējuma formas apvalks ir sadalīts trīs dažādās sistēmās.
(1) Tīra grafīta apvalku sistēma. Kā ugunsizturīgo pildvielu un smilšu kaisīšanas materiālu izmanto dažāda lieluma grafīta pulveri, kā saistvielu izmanto sveķus. Augsta izturība, viegls svars, zemas izmaksas un plašs izejvielu avots. Piemērots centrbēdzes vai gravitācijas liešanai.
(2) Oksīda keramikas apvalku sistēma. Korpusa priekšējais un aizmugurējais slānis ir veidots no oksīda kā modelēšanas materiāla, līdz ar to čaulai ir augsta izturība un siltumvadītspēja ir mazākā starp trim čaulu veidiem, kas ir piemērota sarežģītu formu plānsienu lējumu liešanai.
(3) Ugunsizturīga metāla sejas slāņa apvalka sistēma. Kompozītmateriālu sistēmai papildus sejas slānim dažādu liešanas materiālu (volframa pulvera un citu ugunsizturīgu metālu) dēļ ir jāveic īpašs process, aizmugurējais slānis no formēšanas materiāliem līdz čaumalu izgatavošanas procesam ir tāds pats kā liešanai. tērauda investīciju liešana.
Ar iepriekšminētajiem trīs veidu čaumalu sistēmu liešanas titāna lējumiem, ķīmiskā sastāva un mehāniskās īpašības atšķirība ir ļoti maza; bet virsmas kvalitātei ir būtiska atšķirība, pēdējie divi apvalka saraušanās veidi ir ievērojami mazāki par grafīta apvalku un līdz ar to arī liešanas izmēru precizitāte.