Koncom 40-tych rokov 20. storočia v podstate dozrela technológia vákuového tavenia elektródovým oblúkom s vlastnou spotrebou (VAR). Pokiaľ ide o proces tavenia, pre komplexné prvky skupiny titánových zliatin leteckého a rotorového stupňa sa vo všeobecnosti používa trojnásobný proces VAR, aby sa zlepšila rovnomernosť zloženia ingotov, znížili sa chyby, ako je inklúzia a segregácia, a aby sa zlepšila konzistencia. šaržovej kvality.
Pre zliatiny Ti-6246, Ti{1}} a Ti{2}} titánu obsahujúce viac stabilizačných prvkov (Mo, Cr, Fe atď.) je potrebné znížiť prúdovú hustotu počas posledného VAR tavenie na inhibíciu generovania silnej-stabilizačnej dendritickej segregácie prvkov riadením rýchlosti tavenia a tuhnutia.
V súčasnosti vývoj niektorých použiteľných na tavenie VAR, nové monitorovacie prostriedky, ako napríklad spoločnosť ATI v Spojených štátoch, ktorá sa používa na zabránenie technológie snímania bočného oblúka a polohy oblúka, operátor môže sledovať pohyb oblúka a obrys roztaveného materiálu trojrozmerného obrázok. Okrem toho niektoré novo vyvinutý softvér na simuláciu tavenia, ktorý je schopný numericky simulovať skutočný proces tavenia.
Okrem metódy tavenia VAR bolo na prípravu ingotov z titánovej zliatiny vyvinuté tavenie za studena (CHM), ktoré sa podľa zdroja tepla delí na dva typy, a to tavenie v elektrónovom lúči za studena (EBCHM) a plazmové tavenie za studena. tavenie ohniska (PACHM). Prax ukazuje, že tavenie v studenom lôžku je výrazne lepšie ako tavenie VAR pri eliminácii inklúzií s vysokou hustotou, inklúzií s nízkou hustotou a zlepšení homogenity zloženia, čím sa realizuje čistá výroba materiálov z titánovej zliatiny s „nulovými chybami“ a stáva sa nepostrádateľnou technológiou tavenia pre výroba vysokovýkonných, viaczložkových a vysoko čistých zliatin titánu.
V súčasnosti Spojené štáty americké realizovali industrializovanú výrobu vysokokvalitného tavenia ingotov zo zliatiny titánu v studenej nísteji a metódu tavenia v studenej nísteji do materiálových noriem, ako je štandard GE „vysokokvalitné kovanie Ti-17 titánu zliatinové diely“ stanovuje, že: zliatiny titánu používané na rotujúce diely uprednostňujú použitie materiálov triedy C, tj studené ohnisko + vákuové samospotrebné tavenie (HM + VAR); materiály triedy C; C-trieda + VAR; Pre zliatiny titánu sa prednostne používajú materiály triedy C. VAR); Trieda C môže nahradiť triedu B (trikrát vákuové tavenie pri autospotrebe); ďalšie štandardy "Vysoká kvalita a štandardná kvalita + kované diely z titánovej zliatiny Ti-6Al-4V", "Čepele z titánovej zliatiny vysokej kvality"{14}}Al{15}}", " Vysoká kvalita + kované Ti-6242 titánové diely“ atď. Zahrnutý je aj materiál najvyššej kvality „HM+VAR“.
Technológia tavenia nísteje za studena elektrónovým lúčom je tavenie zliatin titánu v uzavretej komore vákuovej pece a technologický pokrok dosiahnutý v posledných rokoch zahŕňa: zlepšenie usporiadania nísteje, získanie ingotových predvalkov rôznych tvarov (štvorcové ploché ingoty, hrubostenné duté ingoty ) a zlepšenie efektívnosti výroby; a prijatie technológie digitálnej simulácie topenia, ktorá dokáže presne simulovať trojrozmernú morfológiu roztaveného kúpeľa, medzifázové podmienky kvapalina-tuhá látka, podmienky rozhrania bočných stien a predpovedanie teploty ingotu počas prechodného štádia tuhnutia. US Aerospace Materials Standards Organization vyvinula štandardy materiálov z titánových zliatin na výrobu jediného studeného ohniska, to znamená AMS6945 (berúc do úvahy prchavosť Al prvkov s vysokým tlakom pár v podmienkach vysokého vákua počas tavenia EBCHM, potrebu primerane zvýšiť obsah Al ), aby sa namiesto tavenia VAR alebo výrobkov z plechu "HM + VAR" tavila jedna EBCHM plechu Ti-6Al-4V.
Ďalším dôležitým využitím tavenia elektrónovým lúčom v studenej peci je recyklácia titánových zvyškov a TIMET spustil recyklačný biznis s názvom „Toll Melting“, ktorý umožňuje uzavretú recykláciu zvyškov titánového šrotu dodaných zákazníkom na ingoty alebo polotovary pomocou tavenia EBCHM. , čím sa zabezpečí, že sa suroviny zákazníkov vrátia do ich dodávateľského reťazca produktov, čím sa ďalej znížia náklady. V roku 2015 VSMPO nainštalovala škrupinovú oblúkovú taviacu pec (SAR: skull arc melting), ktorá realizovala recykláciu titánových zvyškov s vysokou pridanou hodnotou (titánové triesky a hrudky) a získala veľké ekonomické výhody. Podľa štatistík Čína v poslednom desaťročí alebo tak nejako vybavila takmer 10 súpravami taviacej pece s elektrónovým lúčom, v uvedenom poradí, v skupinách Baoti, Baosteel Group, Luoyang Shuangrui Wanji, Yunnan Titanium Industry, Qinghai Jouneng Titanium Industry, Panzhihua Cloud Titanium Priemysel, Shaanxi Tiancheng Aerospace Materials a ďalšie podniky.
Čínska plazmová taviaca pec so studeným lôžkom sú len tri, v uvedenom poradí, pre China Aerospace Development Beijing Aviation Materials Research Institute, Inštitút pre kovy Čínskej akadémie vied a pre špeciálnu oceľ Baosteel. Plazmové tavenie v studenom lôžku vyžaduje inertný plyn Ar alebo He ako médium zdroja tepla, He je najlepšie plazmové médium, použitie plynu He na dosiahnutie vysokej tepelnej účinnosti, ale kvôli nedostatku zdrojov He plynu v Číne je vysoká cena He plynu vedie k vysokým nákladom na tavenie, priemyselná výroba je obmedzená. Tepelná účinnosť získaná použitím plynu Ar je nízka a prehriatie taveniny je malé, čo ovplyvňuje rýchlosť topenia, čo vedie k pomalému vývoju technológie plazmového tavenia za studena v Číne. V súčasnosti domáce normy pre tyče a výkovky z titánovej zliatiny pre letecký a rotorový stupeň (vrátane národných vojenských noriem a leteckých noriem) ešte nezahŕňajú metódu tavenia za studena. Mali by sme v plnej miere využiť komplexné výhodné zdroje domácich ústavov pre konštrukciu leteckých motorov, inžinierskych a aplikačných výskumných ústavov, výrobcov titánu, výrobcov výkovkov, hlavných motorární atď. a vytvoriť spoločnú pracovnú skupinu na podporu aplikácie technológia tavenia za studena pri výrobe vysokokvalitných materiálov z titánovej zliatiny leteckej a kozmickej kvality. Aplikácia.
