常用的钛合金熔炼技术

钛合金熔炼方法一般分为以下几种：

1、真空自耗电弧炉熔炼法(简称VAR法)

随着真空技术的发展和计算机的应用，VAR法很快成为钛的成熟的工业生产技术，今天的钛及其合金铸锭绝大部分是使用此方法生产的。VAR法显著特点是功率消耗低、熔化速度高和良 好的质量重现性，VAR法熔炼的铸锭具有良好的结晶组织和均匀的化学成分。

通常，成品铸锭应由VAR法熔炼制得. 至少要经过两次重熔。用VAR法生产钛铸锭，世界各国生产厂家使用的工艺基本相似，差别在于使用不同的电极制备方式和设备.电极制备可分为三大类，一是采用按份加料连续压制的整体电极，排除了电 极焊接工序：二是单块电极压制，拼焊成自耗电极。并通过等离子氩弧焊或真空焊焊接成一体;三是利用其它熔炼法制备铸造电极。

2、非自耗真空电弧炉熔炼法(简祢NC法)

目前，水冷铜电极已经取代了钛工业起步阶段的钨一钍台金电投或石墨电扳，解决了工业污染问题，从而使NC法成为熔炼钛及钛台金的 重要方法，几吨级的NC炉已在欧美运转。 水冷铜电极分为两种类型：一种是自旋转的;另一种是旋转磁场的，其目的在于防止电弧对电极的烧损。NC炉也可分为两种：一种是在水冷铜坩 埚内熔炼原料，在水冷铜模中浇铸成铸锭;另一种是在水冷铜坩埚内连续投入原料，熔炼和凝固。

3、电子束冷炉床熔炼法(简称EBCHM法)

电子束熔炼(简称EB)，是利用高速电子的能量，使材料本身产生热量来进行熔炼和精炼的工艺过程。带有冷炉床的EB炉，就称为EBCHM。 EBCHM法具有传统熔炼法不具备的优异功能：

(1)有效地去除钽,钼,钨,碳化钨等高密度夹杂(HDI)和氮化钛。氧化钛等低密度夹杂(LDI);

(2)可以接受多种加料方式，钛残料回收较为容易，即可以使用其它熔炼法无法使用的废料，仍能制得纯净的钛锭，大幅度降低产品的成本;

(3)可直接由金属液中取样分析化验;

(4)可生产异型锭坯，减少生产工序，降低原料消耗，提高成品率;

EBCHM法还存在以下缺点：(1)熔炼需要在高真空条件下进行，因此不能使用含氯化物较高的海绵钛直接熔炼;

(2)合金元素易挥发，难以控制化学成分。

4、冷埚熔炼法(简称CCM法)

8O年代美国硅铁公司，发展了无渣感应熔炼工艺，把CCM 法推向工业生产应用，用于生产钛锭和钛的精密铸件.近年来在一些经济发达国家，CCM法已经开始步人工业化生产规模，铸 锭最da直径为l m，长度2m，其发展前景令人瞩目。CCM 法熔炼过程是在一个彼此不导电的水冷弧形块或铜管组合的金属坩埚里进行，这种组合的最da优点在于，每两个块间的间隙都是一个增强磁场，磁场产生的强烈搅拌使化学成分和 温度一致，从而提高了产品质量。CCM 法兼有VAR 法和难熔材料坩埚感应熔炼的特点，不需耐火材料，不必制作电极即可 获得一次熔炼成分均匀而无坩埚污染的高质量铸锭。CCM 法与VAR 法相比具有设备成本低，操作简便等优点，但从目前来看该技术仍处于发展阶段。

5、电渣熔炼法(简称ESR法)

ESR法是利用电流通过导电电渣时带电粒子的相互碰撞，而将电能转化为热能的。即以熔渣电阻产生的热能将炉料熔化和精炼。ESR法使用自耗电极在非活性渣(CaF2)中进行电渣熔炼，它可直接熔铸成同形状的锭坯，并且具有良好的表面质量，适宜于下道工序直接加工。该法的优点在于：

(1)ESR炉完全同轴性保证了最jia质量铸锭的可重复性;

(2)铸锭轴向结晶，组织致 密、均匀;

(3)具有极高精度的电极称重系统和熔炼速率控制系统;

(4)设备简单，操作方便。缺点在于不能排路熔渣对铸锭的污染。