Vacuum Arc Remelting (VAR) je v současnosti hlavním výrobním procesemtitan a slitina titanu  ingoty. Eliminuje kontaminaci titanovou taveninou prostřednictvím vysokého-podtlaku a vodou-chlazeného měděného kelímku, což umožňuje výrobu špičkových- ingotů s výjimečnou čistotou a jednotností.

 

1. Základní princip

Přetavování VAR se provádí ve vysokém-vakuovém prostředí, kde se mezi kovovou stavnou elektrodou (katodou) a vodou chlazeným měděným kelímkem (anodou) vytvoří vysoko-teplotní oblouk přesahující 3000 stupňů a elektrodu nepřetržitě taví. Roztavené kapky padají na dno kelímku a vytvářejí roztavenou lázeň, která prochází směrovým tuhnutím zdola nahoru do ingotu prostřednictvím chlazení nucenou cirkulací vody. Elektroda se automaticky spouští, když se taví, aby se udržela konstantní délka oblouku, což zajišťuje kontinuální růst ingotu.

 

 

1. Vysoká čistota: Prostředí s vysokým-vakuem odstraňuje těkavé nečistoty a intersticiální plyny, jako je vodík (H), dusík (N) a kyslík (O), čímž se výrazně snižuje jejich obsah v ingotu.

 

2. Kontaminace-volné tání: Celý proces využívá vodou-chlazený měděný kelímek bez kontaktu se žáruvzdornými materiály, což zcela eliminuje kontaminaci žárovzdorných vměstků v titanové tavenině.

 

3. Jednotné složení: Obloukové elektromagnetické míchání a konvekce roztavené lázně podporují rovnoměrnou distribuci legujících prvků a snižují makrosegregaci i mikrosegregaci.

 

4. Hustá struktura: Směrové tuhnutí a podávání odstraňují defekty, jako jsou centrální smršťovací dutiny a poréznost, což vede k ingotu s téměř -teoretickou hustotou.

 

5. Vysoká flexibilita: Může produkovat ingoty různých specifikací v rozsahu od několika kilogramů do 32 tun v jedné tavbě, pokrývající komerčně čistý titan a velkou většinu druhů slitin titanu.

 

6. Zralý proces: Po desetiletích vývoje byl vytvořen kompletní proces a systém kontroly kvality, který zajišťuje vynikající konzistenci jednotlivých šarží-k{1}}dávkám.

 

V současné době se více než 90 % tvářených ingotů titanu a titanových slitin na celém světě vyrábí procesem VAR a téměř všechny kritické součásti slitiny titanu pro letectví a kosmonautiku jsou vyráběny z ingotů vyrobených trojitým přetavováním VAR.

 

 

1. Příprava surovin a výroba elektrod

Zvažte titanovou houbu a předslitiny přesně podle cílového složení.

Použijte dvou{0}}fázové míchání/nabíjení, abyste zabránili segregaci částic.

Lisujte do elektrodových briket; vakuové plazmové svařování do monolitické spotřební elektrody.

 

2. Vložení do pece a příprava-tavení

Zkontrolujte vodou-chlazený měděný kelímek; nainstalujte elektrodu a nastavte souosost.

Umístěte titanovou houbu na startér ingotu jako iniciátor oblouku.

Vakuujte na vakuum menší nebo rovné 1 Pa (konvenční) nebo menší nebo rovné 0,1 Pa (letecký -úroveň).

Proveďte detekci úniku helia; zajistit rychlost netěsnosti pece Menší nebo rovna 0,8 Pa/min.

 

3. Proces tavení

Zapalování oblouku: Použijte 60–70 V naprázdno-napětí; zapálit oblouk při 1/4–1/3 jmenovitého proudu pro vytvoření stabilní lázně.

Stabilní tání: Náběhový proud na kA–desítky kA; zápalné napětí 28–38 V, oblouk-stabilizační proud 8–15 A; udržovat konstantní rychlost tavení a-nastavování délky oblouku v reálném čase.

Krmení: Začněte při 10–15 % zbývajících elektrod; postupně snižovat proud/rychlost; provádějte horké přelivy, abyste eliminovali centrální smrštění a poréznost.

 

4.Chlazení a vybíjení

Po krmení vypněte napájení. Uchovávejte ingot pod vakuovým vodním chlazením po dobu nejméně 30 minut. Odvzdušňujte a vypouštějte pouze při povrchové teplotě<200 °C.

 

5. Po-úpravě ingotů

Odstraňte vadné spodní (20–50 mm) a horní (150–180 mm) části.

Soustružnické-tělo ingotu hluboké 10–30 mm pro odstranění povrchových vad.

Proveďte úplnou analýzu složení, zkoušku mikrostruktury a NDT. Do dalšího procesu přejděte až po absolvování všech kontrol.

 

 

• Výroba elektrod: Kontrola intersticiálních nečistot v titanové houbě/předslitinách; použijte dvou{0}}fázové míchání pro jednotné složení; zajistit hustotu/pevnost elektrodových briket; udržovat poměr průměru elektrody-k-kelímku 0,78–0,92; použijte vakuové plazmové svařování pro inkluzní-volné svary.

 

• Vakuum a vzduchotěsnost: Vakuum před tavením Menší nebo rovno 1 Pa (konvenční), Menší nebo rovno 0,1 Pa (letecký průmysl), 1×10⁻²–1×10⁻³ Pa (ultra{7}}vysoká-čistota); udržovat stabilní vakuum během tavení; rychlost úniku pece Menší nebo rovna 0,8 Pa/min.
• Proud a napětí: Proud na základě specifikací ingotu/typu slitiny; napětí 28–38 V; sladit parametry pro stabilizaci tvaru oblouku a bazénu.
• Rychlost tání: Elektronicky řízená konstantní rychlost 10–35 kg/min; poměr rychlosti-k-průměru elektrody 0,015–0,035 kg/(min·mm); rychlá rychlost zvyšuje axiální segregaci; pomalá rychlost způsobuje dědičnost segregace/nízkou účinnost.
• Mezera elektrod: Délka oblouku 20–50 mm ; automatické-ovládání pomocí napěťové zpětné vazby; velká mezera způsobuje foukání oblouku; malá mezera způsobuje zkrat-.
• Stabilizace a míchání oblouku: Příčné střídavé magnetické pole pro obousměrné míchání bazénu; oblouk-stabilizační proud 8–15 A; poměr komutačního cyklu-k-průměru kelímku 0,08–0,14 s/mm; potlačuje foukání oblouku, zvyšuje konvekci, snižuje makrosegregaci.
• Proces krmení: Začněte při 10–15 % zbývajících elektrod; postupně snižujte proud, aby nedošlo k rychlému tuhnutí; doba trvání Větší nebo rovna 30 minutám; dynamicky optimalizovat na základě podmínek bazénu.
• Vícenásobné přetavení: Minimálně 2 průchody; 3 průlety pro špičkový-letecký průmysl; alespoň jeden průchod používá obrácený ingot jako elektrodu pro snížení axiální segregace; 1. průchod odstraňuje těkavé látky; 2./3. průchod zlepšuje jednotnost kompozice.

 

Ruihang Group vyrábí hlavně titanové produkty s kompletním průmyslovým řetězcem, včetně tavení, kování, rovnání, válcování, povrchové úpravy, testovacího procesu. V případě potřeby nákupu nás neváhejte kontaktovat na e-mailu:Sam.Rui@bjrh-titanium.com