Requisiti speciali e sfide per la fusione e la fusione delle leghe di titanio

Il titanio e le leghe di titanio presentano vantaggi unici nel campo della fusione, possono produrre direttamente forme complesse di parti, evitando così un gran numero di processi di lavorazione meccanica. Questa caratteristica fa sì che il titanio e le leghe di titanio funzionino bene in termini di utilizzo del materiale, il tasso di utilizzo dei getti generali può raggiungere il 45% e il tasso di utilizzo dei getti di precisione va dal 75% al ​​90%. Questo è senza dubbio un enorme vantaggio per il titanio e le leghe di titanio, relativamente costosi, che possono ridurre significativamente i costi di produzione e migliorare l’efficienza economica.

Tuttavia, il processo di fusione delle leghe di titanio non è semplice. Poiché le leghe di titanio hanno un'attività chimica estremamente elevata allo stato fuso, possono reagire con quasi tutti i refrattari e i gas, il che aumenta notevolmente la difficoltà di fusione. Pertanto, lo sviluppo del processo di fusione delle leghe di titanio si trova ad affrontare sfide più impegnative rispetto all'acciaio, all'alluminio, al magnesio e ad altri metalli che sono molto più gravi. Per garantire che le leghe di titanio non reagiscano con i refrattari e i gas durante il processo di fusione, i processi di fusione e colata devono essere eseguiti in condizioni rigorose. Nello specifico, la fusione e la colata delle leghe di titanio devono essere effettuate sotto la protezione di un gas inerte o in un ambiente sotto vuoto. Ciò può isolare efficacemente il contatto tra la lega di titanio e l'ossigeno, l'azoto e altri gas presenti nell'aria e nei materiali refrattari, in modo da evitare reazioni chimiche non necessarie. Per soddisfare questo requisito, l'attrezzatura di colata comunemente utilizzata comprende un forno condensatore ad arco elettrico consumabile sotto vuoto. Questi dispositivi possono fornire l'ambiente di vuoto o la protezione da gas inerte necessari per garantire la sicurezza e la qualità delle leghe di titanio durante la fusione e il versamento. Inoltre, durante il processo di fusione dovrebbe essere utilizzato anche un crogiolo di rame a raffreddamento forzato. Il crogiolo di rame ha una buona conduttività termica e resistenza alla corrosione e può resistere efficacemente alle alte temperature e alla reazione chimica della fusione della lega di titanio. Al contrario, il crogiolo costituito da normali materiali refrattari non può resistere all'attività chimica della lega di titanio fusa, quindi non può essere utilizzato per la fusione della lega di titanio.