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真空烧结炉

真空电弧熔炼炉钨针(真空自耗电弧熔炼)

2023-07-15 上午 01时15分14秒 星期六


标题:电弧炉熔炼石英

1.真空计

设备上安装有一机械压力表,用于测量腔体内气压

可选购数显防腐针空气

2.电弧电源

输入电压: 380vac , 三相

*大输入电流: 10a. (需要一40a的空气开关)

输出电压/电流: 22.6?v / 315a(直流) ?

采用按钮开关控制功率输出

3.钨电极

配有一直径为4mm的钨电极,枪头上带有水冷

电极枪可角度调节,用于熔炼多个样品

可熔炼样品量< 10 g,温度达到3000℃

图a:熔炼4.5g金属钨 ???????图.b :熔炼 10 g 金属钨

4.坩埚

可选购专用于封装ta管的铜坩埚

可按客户要求定制各种尺寸的铜坩埚

5.腔体

采用石英腔体,尺寸为φ168×136mmh

标题:钛合金熔炼炉

引言

金属熔炼技术随着科学技术的发展和生产的需要不断完善,近年来,新的熔炼方法不断涌现,使材料的质量和产量得到提高,但还存在耗能高、损耗大、经济技术指标较低等问题,所以研究现有熔炼技术并不断开发新的熔炼技术具有深远的意义。与其他金属相比,钛及其合金是高化学活性金属,在熔融状态下,几乎与所有耐火材料发生化学反应,且不能在大气中进行熔炼,必须在真空或惰性气氛下进行,因此掌握钛合金的熔炼技术难度较大,目前只有少数国家掌握了钛合金的熔炼技术。

钛及钛合金的熔炼主要分为两类:真空自耗和真空非自耗熔炼。真空自耗熔炼主要包括真空自耗电弧熔炼(vacuumarcremehing,var)、电渣熔炼以及真空凝壳炉熔炼。真空非自耗熔炼主要包括真空非自耗电弧熔炼、冷坩埚感应熔炼、冷床炉熔炼l_5],而冷床炉熔炼又分为电子束冷床炉熔炼(electronbeamcoldhearthmmelting)和等离子束冷床炉熔炼(plasmaarccoldhearthmelting)。目前钛及钛合金铸锭的工业化生产中应用最广泛的是真空白耗电弧熔炼和冷床炉熔炼。

1、真空自耗电弧熔炼技术

1.1var熔炼原理及特点

var技术的优点是熔炼速度快,工艺自动化程度高、操作简单、可生产大型铸锭,可满足一般工业要求,对于易挥发杂质和某些气体(如、氮气)的去除有良好的效果;能降低高蒸气微量元素的含量;可得到从下向上的近定向凝固柱状晶;降低宏观偏析和微观偏析;多次重熔后铸锭的一致性和均匀性较好。随着科学技术的进步,var技术不断完善,通过运用先进的技术,生产出了大规模、低偏析、高质量的铸锭。

var技术还存在着一些不足,如熔炼易偏析合金元素较多的钛合金时,仍然会出现宏观和微观偏析;化学成分均匀性差;容易产生组织缺陷;必须用较大的压力机制备自耗电极、残料利用率低,不能有效去除低、高密度夹杂等。另外,该工艺回收废料困难,生产的铸锭发生夹杂的频率很高,因而限制了它在熔炼高质量合金中的应用。现在自耗电极电弧炉多用来重熔铸锭,这在一定程度上克服了上述缺点,可生产致密、无缺陷、成分均匀,具有所要求的化学成分、尺寸和晶粒结构的铸锭。

1.2var熔炼技术发展现状

var技术经过5o多年的发展,已经较为完善成熟,近年来的技术发展主要表现在5个方面:

(1)铸锭尺寸大型化。电弧熔炼是一种批次工艺,因此增大批次规模会提高效率。随着现代工业对大型锻件的需求逐渐增多,需要较大规格的铸锭。大型var炉在国外的制造技术生产、工艺已经较为成熟和完善,据了解大型var炉可熔炼直径为1524mm、质量达30t的钛铸锭,国外工业发达国家熔钛用真空白耗电弧炉吨位多为8~15t。我国钛熔炼主要采用var炉,但炉型较小,20世纪90年代增设了6tvar炉,2002年以后,宝钛集团先后引进4台10t炉,宝钢集团引进2台10t炉,1台15t炉,西部钛业引进2台8t炉、1台12t炉,西部超导公司也先后引进4台8t炉、铸锭生产实现了大型化。

(2)工艺自动化。var炉全自动重熔工艺日趋成熟。现代var炉采用先进的计算机自动电控盒数据收集系统,根据重熔配方进行电脑控制重熔工艺,重熔对给定的合金和铸锭规格建立良好的熔炼模式,并分析熔炼过程中出现的问题,获得良好的铸锭表面质量和内在的冶金质量,提高金属成品率。目前var熔炼的工艺模拟已经发展到能合理准确预测凝固条件、熔池深度和化学成分。新一代模型要求能够预测结晶特征,如β斑,并给出结晶时的三维条件。

(3)生产高效化。自动称重混布料系统、大型真空等离子焊箱、残极焊接装置等辅助设备的应用,能够制造出高质量的自耗电极,使得var工艺更具有稳定性和重复性,提高铸锭质量和成品率,此外,国外设计的var炉通常采用双工位布置方式,熔炼时在两个工位交替进行,提高了生产效率。

(4)供电方式的改变。过去的var炉供电方式为非同轴的,当强大的电流通过电路时,产生很强的磁场,使熔炼过程电弧不稳定。现在新型的var炉均采用同轴型供电方式,可以抵消磁场的影响,防止偏析产生,特别是针对大型铸锭,采用这种供电方式非常有必要。

(5)数值模拟技术的发展。var技术虽然工艺简单、操作方便,但由于热源的特点导致熔体温度分布不均,从而使所得铸锭存在成分、组织不均匀,易出现凝固缺陷等问题,而铸锭重熔凝固过程中的成分、组织特征与其温度场的分布直接相关,因此,探讨铸锭温度场分布规律与工艺参数的关系是获得成分、组织均匀的高品质铸锭的基础。近年来,国内外学者多采用数值模拟方法研究var工艺过程的温度场、电磁场和流场等特征,法国的hafid等口。建立了数学模型来研究var过程中自耗电极的热行为,利用模型成功预测熔炼速度以及自耗电极底部形状变化,并通过实验验证模型的准确性。国内的赵小花等]基于var过程的热平衡关系,建立了钛合金铸锭var过程的电磁场、温度场和流场的有限元模型,实现了多物理场的顺序耦合;揭示了熔炼电流、电磁搅拌、冷却条件等工艺参数与电弧特性、熔池表

面及流动行为、电磁场和铸锭温度场分布的关系规律,采用所建立的模型准确预测了铸锭成分分布(含偏析)、缺陷分布及凝固组织形貌,指导了大飞机主干材料tc4一dt、tc21钛合金5t、8t铸锭、tb6钛合金1t铸锭熔炼工艺改进和批次稳定性研究,大大提高了铸锭的成分均匀性、洁净度和批次稳定性。

2、冷床炉熔炼技术

冷床炉熔炼技术是在航空用钛合金高质量、高可靠性的迫切需求的形势下出现的,在解决低、高密度夹杂及成分均匀性方面比较好地解决了真空自耗电弧熔炼的不足,与真空感应熔炼相比,也更适合工业化生产。近20年来,国外学者在冷床炉熔炼的数值模拟、工艺简化、参数优化、显微组织改进等方面进行了大量的研究开发工作,这将成为未来高性能、多组元、高纯度钛合金和金属间化合物研究及生产不可少的技术。

在航空飞行史上,有不少飞行事故是由于钛合金的冶金缺陷引起零件的提前断裂,从而导致发动机和飞机失效。据美国faa(联邦航空局)的报道,1962-1990年间,美国共有25起飞行事故是由和熔炼工艺相关的缺陷引起零件的失效或早期断裂造成的,其中影响最为严重的冶金缺陷是硬a夹杂物和高密度夹杂物1],有数据统计表明,能被检测出的硬夹杂只占总数的1/100000,大部分硬a夹杂物没有被检测出来。因此,提高钛合金的冶金质量成为钛发展和研究的关键技术之一,直接影响航空发动机和飞机的使用可靠性。1989年美国iowa州sioux城发生的ix;一10坠机事件造成111人遇难,经调查,事故原因是发动机的ti一6a1—4v钛合金一级风扇盘上存在硬夹杂,造成了盘件的早期疲劳断裂。

这次灾难性事故进一步说明了钛合金部件冶金质量的重要性。

冷床炉熔炼技术是20世纪80年代发展起来的一种生产洁净金属的先进熔炼技术,其独特的精炼水平可以有效地消除钛合金中的各类低、高密度夹杂物,解决了长期困扰钛合金工业界和航空企业的一大难题,已成为当前生产航空发动机钛合金转动部件的先进熔炼技术。国外先进企业采用冷床炉进行钛合金熔炼,解决铸锭高、低密度夹杂问题,被作为预防航空转动件和关键结构件冶金缺陷、避免引起灾难事故的关键技术,是实现钛合金材料零缺陷纯净化技术的重要途径。美国现行宇航材料标准中要求重要用途关键部件的钛合金材料必须使用冷床炉制备技术。如ge公司于1988年开始采用冷床炉熔炼加真空自耗电弧熔炼技术生产航空发动机关键转子零件用钛合金铸锭。

目前,我国航空用钛合金的熔炼基本采用真空自耗电弧炉熔炼方法。对于质量要求高的钛合金铸锭,一般要经过3次var熔炼,以获得成分均匀、缺陷率低的铸锭。在我国,用var工艺生产的钛合金铸锭、随后的半成品和铸件中曾发现多起夹杂物和成分偏析等冶金缺陷,严重影响了材料的使用可靠性,造成的经济损失也很大_2。为了提高我国钛合金的熔炼水平和航空用钛合金的质量控制,我国的航空部门和冶金部门等相关单位非常重视,截至2014年,先后有7家单位已经各自引进并安装了8台电子束冷炉床熔炼炉和2台等离子冷炉床熔铸炉。

2.1冷床炉熔炼原理及特点

冷床炉根据热源不同,可分为电子束冷床炉和等离子束冷床炉。电子束冷床炉以电子束为加热源,在高电压下,电子从阴极发出,经阳极加速后形成电子束,在电磁透镜聚焦和偏转磁场的作用下轰击原料,电子的动能转变成热能,使原料熔化,可以熔化各种高熔点金属。电子束冷床炉要求在1×10pa高真空下进行。高真空有利于去除钛合金中的低熔点挥发性金属和杂质,起到提纯作用。等离子束炉以等离子束为热源,等离子束与自由电弧不同,它是一种压缩弧,能量集中,弧柱细长。与自由电弧相比,等离子束具有较好的稳定性、较大的长度和较广的扫描能力,从而使它在熔炼、铸造领域中具有独特的优势。等离子枪是在接近大气压的惰性气氛下工作,可以防止al、sn、mn、cr等高挥发性元素的挥发。

与真空自耗电弧熔炼相比,电子束冷床炉熔炼具有很多优势:

(1)可以采用多种形式的原材料如散状海绵钛、残料以及钛屑等,无需压制电极,缩短原材料准备时间,降低成本,提高效率;

(2)能够大量使用经济的原材料,如含有碳化钨杂质的切削料,残料添加比例可达;

(3)能够有效去除易挥发杂质以及低、高密度夹杂;

(4)通过控制功率密度,控制钛熔体在冷床中的停留时间,保证合金元素充分均匀化,避免偏析,熔炼速度和熔池温度可以灵活控制;

(5)可生产不同截面的铸锭如圆锭、扁锭或空心锭,减少板材与管材生产时的后续加工,可明显减少金属加工损耗,采用矩形截面的锭坯用于板材生产可以显著提高金属收得率;

(6)通过对进料口和溢流嘴的控制,可以实现一次成锭,一炉多锭,降低熔炼费用,提高生产效率。

与电子束冷床炉熔炼工艺相比,等离子束冷床炉熔炼工艺有如下特性:

(1)等离子束作为热源熔炼钛合金时,等离子枪是在接近大气压的惰性气氛下工作,可以防止al、cr、sn、mn等高挥发元素的挥发,可实现高合金化和复杂合金化钛合金元素含量的控制。

(2)等离子枪产生的he或ar等离子束是高速和旋转的,对熔池内的钛液能起到搅拌作用,有助于合金成分的均匀化。

(3)等离子冷床炉熔炼时熔池大、深度相对较深,可以实现溶液的充分扩散。

(4)等离子是在接近大气压气氛下工作,因此不受原材料种类的限制,可以利用散装料,如海绵钛、钛屑、浇道切块等,也可以用棒料送入;而电子束炉需要在高真空度下(d0.1pa)工作,在熔炼由海绵钛组成的进料时,因海绵钛中释放的气体会使得真空度下降,无法保证电子束枪的正常工作。

(5)熔炼时需要消耗大量惰性气体(氩气或氦气),增加了熔炼成本,为了降低成本,回收利用昂贵的氦气,大型pachm炉常需配备惰性气体回收装置。

(6)生产效率不如ebchm炉,在同样功率下,ebchm炉的熔炼速率约为pachm炉的2倍,所以在冷床炉熔炼中,纯钛的熔炼主要以电子束为主。

2.2ebchm技术发展现状

目前世界上能生产冷床炉的公司主要有4家,即美国的retech公司、consarc公司,德国的ald公司和乌克兰的巴顿焊接研究所。冷床炉熔炼技术在国外发展较快,应用最广,尤其是美国冷床炉熔炼技术发展最成熟,生产能力,产能约占美国钛熔炼总产能的45%。

我国的电子束冷床炉熔炼技术起步较晚,目前国内共有8台电子束冷床炉,西北有色金属研究院于2000年从德国购买了我国台电子束冷床炉,总功率500kw,生产的铸锭尺寸较小,只能作为科研和中试用。宝钛集团于2005年从德国引进2400kw电子束冷床炉,可熔炼圆锭和扁锭,已实现工业化生产,圆锭直径达φ736mm,扁锭截面尺寸为370mm×1340mm,铸锭长度为5000mm,质量可达11t。宝钢特钢2008年从美国引进的3200kw单结晶室双坩埚电子束冷床炉已完成安装调试,可实现工业化生产。圆锭直径达到φ860mm,质量达12t;扁锭截面尺寸为400mmx1200mm,质量达10t。另外中船舶725所2010年从德国购置的3200kw电子束冷床炉、青海聚能钛业从乌克兰购置的3150kw电子束冷床炉、云南钛业从美国引进的3200kw电子束冷床炉以及攀枝花云钛实业从乌克兰引进的3150kw电子束冷床炉均已完成安装调试,具备工业化生产能力。此外青海聚能钛业2012年从美国引进4800kw双工位电子束冷床炉,其是国内功率的冷床炉,目前已安装调试完成,每年可至少生产50000t钛及钛合金铸锭。

近几年来ebchm技术发展主要表现在以下几个方面:

(1)海绵钛垛直接熔炼钛锭。为进一步降低生产钛锭的成本和劳动量,减少熔炼损失率,乌克兰巴顿所在世界上研制出ebchm熔炼0.7t重海绵钛垛工艺,省去了海绵钛破碎工序,研究结果表明海绵钛垛的熔炼速率与块状废料的熔炼速率相接近,熔化钛垛比熔炼粒度10~70mm的破碎海绵钛损失率低30~40,工艺经济指标提高20%。生产的纯钛板坯组织均匀,无气孔、非金属夹杂等缺陷,杂质含量均在标准要求范围内。目前乌克兰巴顿所已经可以直接熔炼质量达4t的海绵钛垛。此外,采用未经破碎的海绵钛垛熔炼钛合金锭工艺正在研究中,目前已实现了部分高合金化的钛合金铸锭的熔炼,如bt6、bt22、bt8、bt9等,已用钛垛熔炼出满足am标准要求的中840mmx4000mm的合金锭。

(2)数值模拟技术。采用电子束冷床炉熔炼钛合金时,存在合金元素易挥发、化学成分难控制的问题,而通过建立合金元素挥发过程中的数学模型来预测熔炼合金铸锭的化学成分,并通过合金补偿方式来确保铸锭达到既定的化学成分,成为各国学者争相研究的重点。乌克兰akhonin等_2建立ti一6a1—4v合金在电子束冷床炉熔炼过程al元素挥发动力学的数学模型,结合质量及能量平衡方程来研究熔炼速度、电子束功率以及原料成分对铸锭最终成分的影响,并通过实验验证数学模型的准确。

乌克兰巴顿所建立合金成分挥发过程数学模型,并利用该模型成功熔炼直径为φ400mm且符合gost标准的vt6和vt22钛合金铸锭。

乌克兰zhukg.v等_26_研究了电子束冷床炉熔炼过程中铸模温度分布对铸锭组织的影响,并通过实验验证计算的数据,获得相应的技术条件来提高铸锭组织含量。

法国bellot等对ebchm过程进行了数值模拟,建立了元素挥发损失的数学模型以及硬质a夹杂溶解动力学模型,利用模型计算温度场、流场、al浓度变化以及硬质夹杂运动轨迹,并通过实验验证模型的准确性。

美国kelkar等胡建立了计算机模型预测电子束冷床炉熔炼过程中的热传递、相变、流体流动以及夹杂运动轨迹,预测的表面温度及熔池形状与实验结果相吻合。

国内本课题组建立了电子束冷床炉熔炼过程中传质数学物理模型,掌握了电子束冷床炉熔炼钛合金过程元素挥发与工况条件之间的关系和工艺参数对成分分布的影响规律,实现了目标成分的准确预测。

(4)铸锭表面熔修技术。电子束冷床炉熔炼过程中会在铸锭表面产生冶金缺陷,需要通过机加工来消除,损失量达5%~15%,为减少金属损失,乌克兰巴顿所成功开发电子束熔修铸锭表面技术来代替机加工技术,结果表明熔修后铸锭表面光滑,无明显裂纹和间断面,成功消除铸锭表面缺陷,提高成品率可达。

(5)大型空心锭生产技术。为降低管材、环材生产成本,开发电子束冷床炉熔炼生产空心铸锭的工艺,可明显减少金属浪费,缩短后续加工工序。空心锭的工艺参数控制更为复杂,为此乌克兰zhukg.v等在实心锭的基础上建立了空心锭电子束冷床炉熔炼过程数学模型,确定了内径φ200mm、外径φ600mm的ti一6al一4v空心铸锭的熔炼参数。借助数学模型,巴顿所成功生产出φ600/400mmx2000mm大型空心锭,将空心锭轧制获得直径02000inm、壁厚50mm的钛环。

2.3pachm技术发展现状

俄罗斯的上萨尔达冶金生产联合体(vsmpo)于2003年安装了美国reteeh公司生产的8t级的等离子冷床熔炼炉,该设备有5支等离子枪,功率为4.8mw,可生产圆锭,也可生产扁锭,圆锭的直径可达φ810mm,扁锭的截面尺寸为1260mmx320mm,质量可达8000kg,可直接投入板坯生产,预计年生产能力为3600tl3。随着vsmpo的新等离子炉的投产,目前世界范围内等离子炉的总生能力每年可达11000t。

采用等离子冷床炉熔炼技术生产的钛合金已经应用于美国海军f/a.18飞机用的f404和f414发动机。今后还将逐步扩大应用于海军f_14和f-16飞机用的f110发动机、海军、,_22直升机的t406发动机、f-15和f-16飞机的f100发动机、b-2飞机的fl18发动机及f-22飞机的f1l9发动机。

与传统的钛合金相比,tial属间化合物是非常难于熔炼和加工的。铸态粗晶组织的塑性很差,生产大型tial铸锭是一项非常大的挑战。美国allvac公司采用2台等离子冷床炉(一台炉子为4枪,总功率为3000kw;另一台为2枪,总功率为1000kw)尝试了生产小型和大型铸锭,生产的铸锭尺寸为φ165mm~φ760mm,质量为200~5450kg。

我国近几年才开始pachm技术的研究,北京航空材料研究院于2003年安装了1台美国retech公司制造的pachm炉,总功率为600kw,该设备兼拉锭与浇铸功能于一身。北京航材院采用pachm炉成功生产tc4和tial铸锭,在合金的杂质元素含量、夹杂物和合金化元素含量控制等方面均取得了较大的成功。上海宝钢集团为提升市场竞争力,扩大熔铸能力,于2008年引进一台单结晶室双坩埚pachm炉,总功率3300kw,可生产的圆锭尺寸为φ660mmx3000mm,质量为7t,扁锭尺寸为330mm×750mmx4500mm,质量为5t,同时还为pachm炉配置了氦气回收再生系统,能够有效回收昂贵气体,降低熔炼成本。

在数值模拟方面,国内的寇宏超等建立有限元模型成功模拟了等离子冷床炉熔炼过程中tia1合金中夹杂物粒子运动轨迹及停留时间,结果表明,钨、钼、铌等高密度夹杂物可由糊状区域捕获去除。夹杂物在冷床的停留时间取决于颗粒的密度和尺寸,夹杂物的密度和尺寸越大,停留时间越短。

3、展望

var技术是目前成熟且操作简单的钛及钛合金熔炼工艺,同时一些辅助工艺的不断改进,使熔炼技术进一步得到改善,但var工艺不能有效去除低、高杂质且只能生产圆锭,在一定程度上限制了它的发展。

冷床炉熔炼给钛熔炼带来了一定的经济和技术优点,使得廉价原材料能够得到充分利用,并且有极好的收得率和高的生产率,电子束和等离子束冷床炉熔炼工艺在美国、俄罗斯、德国等工业发达国家得到快速发展,正在逐渐取代传统的var熔炼工艺。

虽然我国在电子束冷床炉熔炼数值模拟技术方面以及单次合金锭熔炼技术方面做了一定的基础研究工作,但离世界先进水平差距较大,以tc4钛合金为例,约30%al成分在电子束冷床炉熔炼过程中挥发,但目前国内还无法实现对易挥发元素的控制,因此开发一套高均质钛合金铸锭单次电子束冷床炉熔炼控制技术,提高原料的利用率,降低生产成本,是我国未来钛合金电子束冷床炉熔炼技术发展的趋势所在。掌握具有自主知识产权的高均质钛合金铸锭制备加工技术及钛合金低、高密度夹杂的净化和铸锭成分的控制技术,实现均质、洁净、细晶大型钛合金铸锭制备技术跨越,解决国家重大工程所需钛材铸锭熔炼的技术瓶颈,为我国由钛资源大国变为钛生产提供科学技术支撑,将该技术推广应用于钛工业化生产中,可大大降低生产成本,提高生产效率,必将产生巨大的经济和社会效益。

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标题:钨钼熔炼炉

钨钼加工厂设计(engineering design of tungsten and molybdenum fabrication plant)

以钨、钼粉末及添加剂为原料,采用粉末冶金、真空熔铸和塑性加工工艺,生产钨、钼及其合金材的有色金属加工厂设计。

钨、钼及其合金材主要用于电子、电光源和字航工业,也是优良的高温电阻发热体和隔热屏材料。钨材有板、箔、管、棒、线等品种,一般规格范围为:板材0.1~6×30~200×50~400mm;箔材0.025~0.09×20~60mm;管材φ12~38mm;棒材φ0.8~90mm;线材φ0.005~1.8mm。钼材有板、带、箔、管、棒、线,规格范围为:板材0.1~5×50~400×100~1200mm;带材0.1~0.5×180~230mm;箔材0.01~0.09×50~200mm;管材φ5~210mm;棒材φ0.8~65mm;线材φ0.02~2.5mm。产品以热轧、退火和冷作硬化等状态供应用户。

钨、钼材需求量小,加工工艺性能又相近,一般合建工厂。年设计生产规模为数百吨至干余吨。钨钼加工厂设计的内容主要有:生产工艺选择和生产设备选择。

生产工艺选择 以粉末冶金或真空熔炼法生产出锭坯,再用塑性加工工艺生产板、带、箔、管、棒、线材。生产工艺流程见图。

锭坯生产工艺 有粉末冶金和真空熔炼两种方法。(1)粉末冶金法。以钨、钼粉末及少量其它金属氧化物、金属粉作添加剂,混合后压制成形,经预烧结和高温烧结成板、管、棒坯。此法生产流程短、成品率高,是生产小规格钨、钼坯的主要方法。(2)真空熔炼法。将钨、钼烧结条组焊成料棒或电极,用电子束熔炼或真空白耗电极电弧熔炼工艺生产铸锭。此法用于粉末冶金法难于生产的较大规格和金属纯度要求高的产品。

板带箔材生产工艺 烧结板坯可直接热轧,真空熔炼铸锭,一般先挤压或锻造成板坯,再进行热轧。热轧后温轧、冷轧,其问要进行中间退火和表面处理。对要求按消除应力状态交货的产品,温轧、冷轧后要进行成品退火。

管材生产工艺 钨管一般采用烧结管坯进行热旋压的生产工艺。钼管采用烧结管坯一热旋压,或烧结坯或锻造坯一热挤压一温轧一温拉伸的生产工艺,后一种工艺生产工序多,但产品质量和生产效率均高于前者。在旋压、轧制、拉伸时,都要进行表面处理和中间退火。

棒材和线坯的生产工艺 主要有旋锻、轧制和挤压三种。(1)旋锻。以烧结条为坯料,经几次加热一旋锻成棒材和线坯。为提高生产效率,可将几根经过旋锻的坯料用对焊焊接一高频退火的方法连接起来,然后继续旋锻成材。小规格的棒材,旋锻后再拉伸。(2)轧制烧结坯加热后在棒材或线坯轧机上轧制成材。也可在轧制后继续旋锻、拉伸成材(线坯采用轧制后旋锻的工艺)。在旋锻和轧制过程中,须进行中间退火和表面处理。(3)挤压。烧结坯或锻造坯加热后,以玻璃作润滑剂挤压成材,或再经拉伸成拉制棒。

线材生产工艺 旋锻线坯以石墨乳作润滑剂,在热态下拉伸成材。拉伸时要进行中间退火。φ0.01mm以下的超细钨丝,采用电解抛光的方法进行生产。

设备选择 包括粉末成形、烧结、真空熔炼、坯料加热、退火、锻造、轧制、挤压和拉伸等设备的选择。

粉末成形机 有钢模压力成形的粉末油压机和塑料模压力成形的油静压机两种。前者效率高,但只能生产小规格的线材、板材坯料;后者压坯密度均匀,能生产较大规格和形状较复杂的坯料。

烧结炉 有保护烧结炉和真空烧结炉两种。前者烧结坯晶粒细而均匀,选用较多;后者则具有烧结坯纯度高的特点。

真空熔炼炉 有真空电子束炉和真空白耗电极电弧炉两种。前者精炼效果好,适于制取高纯钨、钼金属铸锭;后者熔炼效率高、电能消耗低。

坯料加热炉 常用的有保护的钼丝电阻炉和感应电炉两种。一般选用保护的钼丝电阻炉。当加热热轧板坯和挤压锭坯时,也可选用保护的感应电炉,该炉加热速度快,但费用较高。

退火炉 有保护的钼丝电阻退火炉和高频感应退火炉两种。前者适用于各种钨、钼材的退火,后者主要用于旋锻钨、钼棒料的中间退火。

锻造设备 有锻锤、自由锻造水压机和旋锻机。锻锤用于中小规格烧结坯的开坯。自由锻造水压机用于大规格烧结坯和真空熔铸坯的开坯。旋锻机用于钨钼棒的开坯和粗加工,旋锻机加工有单台锻打和多台(一般2~5台)串打两种方式,多台串打常与对焊机配套使用,锻打长料。

轧机 有轧制棒材和线坯的热轧机和轧制板带材的热轧机和冷轧机。棒材和线坯热轧机可选用多机座三辊y型轧机,板材热轧及温轧多选用二辊或四辊可逆式轧机。板带材冷轧一般选用四辊可逆式轧机。冷轧0.5mm以下的带、箔材,优先选用多辊轧机。钨、钼材轧制时变形抗力大,加工硬化快,要求轧机调速范围宽、压力大、刚性好。板材热轧机和温轧机需要配备轧辊预热装置。

挤压机 见钛管棒车间设计。

拉伸机 有用于拉制管棒材的链式拉伸机(见钛管棒车间设计)和用于拉伸粗线的双头履带式拉伸机、立式圆盘拉伸机、卧式圆盘拉伸机等。钨、钼材拉伸时要有坯料加热装置(一般以煤气或天然气为燃料)。

拉丝机 有多模(单头)拉丝机和多头(单模)拉丝机两种。多模拉丝机(4~10模)生产效率高。多头拉丝机生产调度灵活,便于精度调整控制,常用于生产短料及出成品丝。加热方式按线料直径粗细分别采用煤气加热或电加热。

技术特点 钨、钼系高融点金属,加工过程中需高温加热,单位产品能源(电、煤气或天然气)消耗高。(作保护气体)消耗量大,一般需自建站。

标题:小型电弧熔炼炉

产品规格 

3000℃

电极:位于钟罩顶部

炉底:直径9′?(22.9cm),水冷铜夹层

钟罩:直径10′ (24.4cm),高11.5′ (29.2cm),水冷不锈钢夹层

电极前沿:直径0.25′ (6.4mm),钍钨棒

电弧发生器:直径0.25′?(6.4mm),钍钨棒

底盘:直径18.5′ (47cm),铝制

重量:(不含电源等)45 lbs (20.4 kg)

观察窗口:位于钟罩顶部

样品尺寸:直径0.5′?- 3′?(13mm - 76mm)

配套要求

电源:1000a d.c.?焊接式电源

冷却水:4gpm50 psi, 70华氏度(30.4lpm3.5kgs/cm2,?21℃)

真空泵:2cfm(56.6 lpm)真空泵

惰性气体:2 - 10cfm(56.6 - 283.2 lpm)

典型系统组成

主机,真空系统,惰性气体套件,电源线,电源和机柜

标题:真空电弧熔炼炉钨针怎么用

·建议使用5n高纯氩气,尽量减少气体杂质。

·选项:用户可以使用石英管屏蔽,有效减少电弧熔化时的飞溅和溢出。

·如果熔炼过程中样品尺寸比较大,熔炼过程需轻轻晃动操作把手,使电弧指针轻轻旋动,从而使样品受热均匀

图一 ?图二 ?图三 ?图四 ?图五

标题:真空自耗电弧熔炼

dlt-var-3t 真空电弧炉

全新结构真空电弧炉

在真空环境下,感应熔炼或其他机械方式生产的自耗电极通过可控直流电弧加热熔炼称为真空自耗电极电弧熔炼。电弧产生于自耗电极底部(阴极)和坩埚底部(阳极)之间,当电弧形成,能够迅速产生一个金属熔池。电极底部和被熔化材料上部之间的电弧加热区在确定的熔炼速率控制下被的保持。

在真空状态下的电弧高温熔炼能够使金属实现脱气、除氧和清除杂质的过程,从而获得纯净的金属材料坯锭。熔化的金属在水冷铜坩埚的作用下冷却凝固,因此,高的熔化速率和电弧加热区的控制,能保证熔化金属凝固方向的一致性,并防止凝固产生宏观偏析和减少微观偏析的数量,大大提高了凝固锭料的金属性能。

在熔炼结束前,要逐渐减弱电源的供应电流,以提高产量。

真空电弧熔炼一般用于精炼不锈钢、超级合金、钛锆等易氧化金属及合金,铌。

1、自耗电极电弧熔炼炉用途:

主要用于熔炼钛及其合金,也可熔炼其他金属。

2、自耗电极电弧熔炼炉特点:

2.1、同轴导电

2.2、结构紧凑、悬臂设计

2.3、箱式结构、快速安装

2.4、电极驱动

2.5、计算机及 plc 全自动熔炼控制

2.6、x-y 轴同心

2.7、清洁简单、省力

2.8、高效电源供应按客户需求定制

3、自耗电极电弧熔炼炉技术指标:

3.1、极限真空: 6.6×10-2pa

3.2、压 升 率: 1.2pa/h

3.3、装 料 量: 50—5000kg

4.2、特殊规格:可根据客户需求定制产品

真空电弧炉示意图

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