Vacuum Arc Remelting (VAR) je v súčasnosti hlavným výrobným procesomtitán a zliatina titánu  ingoty. Eliminuje kontamináciu titánovou taveninou prostredníctvom vysokého-vákuového prostredia a vodou-chladeného medeného téglika, čo umožňuje výrobu špičkových- ingotov s výnimočnou čistotou a rovnomernosťou.

 

1. Základný princíp

Pretavovanie VAR sa vykonáva vo vysoko{0}}vákuovom prostredí, kde sa medzi kovovou spotrebnou elektródou (katódou) a vodou-chladeným medeným téglikom (anódou) vytvára vysokoteplotný oblúk presahujúci 3 000 stupňov, pričom elektródu nepretržite roztavuje. Roztavené kvapôčky padajú na dno téglika a vytvárajú roztavený kúpeľ, ktorý prechádza smerovým tuhnutím zdola nahor do ingotu prostredníctvom chladenia nútenou cirkuláciou vody. Elektróda sa pri tavení automaticky spúšťa, aby sa udržala konštantná dĺžka oblúka, čím sa zabezpečí nepretržitý rast ingotu.

 

 

1. Vysoká čistota: Prostredie s vysokým-vákuom odstraňuje prchavé nečistoty a intersticiálne plyny, ako je vodík (H), dusík (N) a kyslík (O), čím sa výrazne znižuje ich obsah v ingote.

 

2. Kontaminácia-Voľné topenie: Celý proces využíva vodou-chladený medený téglik bez kontaktu so žiaruvzdornými materiálmi, čím sa úplne eliminuje kontaminácia žiaruvzdorných inklúzií v titánovej tavenine.

 

3. Jednotné zloženie: Oblúkové elektromagnetické miešanie a konvekcia roztaveného bazéna podporujú rovnomernú distribúciu legujúcich prvkov a znižujú makrosegregáciu aj mikrosegregáciu.

 

4. Hustá štruktúra: Smerové tuhnutie a podávanie eliminujú defekty, ako sú centrálne zmršťovacie dutiny a pórovitosť, výsledkom čoho je ingot s takmer-teoretickou hustotou.

 

5. Vysoká flexibilita: Môže produkovať ingoty rôznych špecifikácií v rozsahu od niekoľkých kilogramov do 32 ton v jednom ohreve, pokrývajúce komerčne čistý titán a veľkú väčšinu druhov titánových zliatin.

 

6. Zrelý proces: Po desaťročiach vývoja bol zavedený kompletný proces a systém kontroly kvality, ktorý zaisťuje vynikajúcu konzistenciu medzi jednotlivými dávkami-od{1}}sérií.

 

V súčasnosti sa viac ako 90 % tvárnených ingotov titánu a titánových zliatin na celom svete vyrába procesom VAR a takmer všetky kritické komponenty titánovej zliatiny pre letectvo a kozmonautiku sa vyrábajú z ingotov vyrobených trojitým pretavovaním VAR.

 

 

1. Príprava surovín a výroba elektród

Odvážte titánovú špongiu a predzliatiny presne podľa cieľového zloženia.

Použite dvojstupňové{0}}miešanie/nabíjanie, aby ste zabránili segregácii častíc.

Stlačte do elektródových brikiet; vákuové plazmové zváranie do monolitickej spotrebnej elektródy.

 

2. Nakladanie do pece a príprava-pred tavením

Skontrolujte vodou-chladený medený téglik; nainštalujte elektródu a nastavte koaxiálnosť.

Umiestnite titánovú špongiu na štartér ingotov ako iniciátor oblúka.

Evakuujte na vákuum menšie alebo rovné 1 Pa (konvenčné) alebo menšie alebo rovné 0,1 Pa (letecký-stupeň).

Vykonajte detekciu úniku hélia; zabezpečiť rýchlosť úniku pece Menšia alebo rovná 0,8 Pa/min.

 

3. Proces tavenia

Oblúkové zapaľovanie: Použite napätie 60–70 V naprázdno-; zapáliť oblúk pri nominálnom prúde 1/4–1/3 na vytvorenie stabilného roztaveného bazéna.

Stabilné topenie: Nábehový prúd na kA–desiatky kA; zápalkové napätie 28–38 V, oblúk-stabilizačný prúd 8–15 A; udržiavať konštantnú rýchlosť topenia a{5}}nastavovanie dĺžky oblúka v reálnom čase.

Kŕmenie: Začnite pri 10–15 % zostávajúcich elektródach; postupne znižovať prúd/rýchlosť; vykonajte horúcu polevu, aby ste eliminovali centrálne zmršťovanie a pórovitosť.

 

4. Chladenie a vybíjanie

Po kŕmení vypnite napájanie. Uchovávajte ingot pod vákuovým chladením vodou po dobu 30 minút alebo viac. Odvzdušňujte a vypúšťajte len pri povrchovej teplote<200 °C.

 

5. Post-spracovanie ingotov

Odstráňte chybné spodné (20–50 mm) a horné (150–180 mm) časti.

Sústruh-sústružnícke telo ingotu s hĺbkou 10–30 mm na odstránenie povrchových chýb.

Vykonajte úplnú analýzu zloženia, skúšku mikroštruktúry a NDT. Do ďalšieho procesu prejdite až po absolvovaní všetkých kontrol.

 

 

• Výroba elektród: Kontrola intersticiálnych nečistôt v titánovej špongii/predzliatine; použite dvojstupňové{0}}miešanie na dosiahnutie jednotného zloženia; zabezpečiť hustotu/pevnosť elektródových brikiet; udržiavať pomer priemeru elektródy-k-tégliku 0,78–0,92; použiť vákuové plazmové zváranie na inklúziu-voľných zvarov.

 

• Vákuum a vzduchotesnosť: Vákuum pred{0}}tavením Menšie alebo rovné 1 Pa (konvenčné), Menšie alebo rovné 0,1 Pa (letectvo), 1×10⁻²–1×10⁻³ Pa (ultra{7}}vysoká-čistota); udržiavať stabilné vákuum počas tavenia; rýchlosť úniku pece Menšia alebo rovná 0,8 Pa/min.
• Prúd a napätie: Prúd na základe špecifikácií ingotu/typu zliatiny; napätie 28–38 V; prispôsobenie parametrov na stabilizáciu tvaru oblúka a bazéna.
• Rýchlosť topenia: Elektronicky riadená konštantná rýchlosť 10–35 kg/min; pomer rýchlosti-k-priemeru elektródy 0,015–0,035 kg/(min·mm); rýchla rýchlosť zvyšuje axiálnu segregáciu; nízka rýchlosť spôsobuje segregáciu dedičnosť/nízku účinnosť.
• Medzera elektród: Dĺžka oblúka 20–50 mm ; automatické-riadenie pomocou spätnej väzby napätia; veľká medzera spôsobuje fúkanie oblúka; malá medzera spôsobuje skrat-.
• Stabilizácia oblúka a miešanie: Priečne striedavé magnetické pole pre obojsmerné miešanie bazéna; oblúk-stabilizačný prúd 8–15 A; pomer komutačného cyklu-k-priemeru téglika 0,08–0,14 s/mm; potláča fúkanie oblúka, zvyšuje konvekciu, znižuje makrosegregáciu.
• Proces kŕmenia: Začnite pri 10–15 % zostávajúcich elektródach; postupne znižovať prúd, aby sa zabránilo rýchlemu tuhnutiu; trvanie Väčšie alebo rovné 30 minútam; dynamicky optimalizovať na základe podmienok v bazéne.
• Viacnásobné pretavenie: Minimálne 2 priechody; 3 vstupy pre-špičkový letecký priemysel; aspoň jeden priechod používa obrátený ingot ako elektródu na zníženie axiálnej segregácie; 1. prechod odstraňuje prchavé látky; 2./3. prechod zlepšuje jednotnosť kompozície.

 

Skupina Ruihang vyrába hlavne titánové produkty s kompletným priemyselným reťazcom vrátane tavenia, kovania, rovnania, valcovania, povrchovej úpravy, testovacieho procesu. V prípade akýchkoľvek potrieb nákupu nás neváhajte kontaktovať na e-mailovej adrese:Sam.Rui@bjrh-titanium.com