Меню Рубрики

Установки для плавки титана

Литье титана

Титан — молодой металл. Он был открыт в конце 18 века. Титан обладает высокой температурой плавления (1670 °C), малым удельным весом (4.5 г/см 3 ) и высокой прочностью и коррозионной стойкостью.

Высокая цена и сложность обработки металла обуславливают его относительно узкое применение в промышленности — только для самых ответственных деталей. Из легкого и прочного металла делают высоконагруженные детали и узлы в аэрокосмической, оборонной и нефтяной отраслях.

Технология литья из титана

Сложность технологии титанового литья обуславливается высокой температурой плавления и очень высокой химической активностью жидкого титана. Он пытается вступить в реакцию со всеми газами, содержащимися в воздухе. Поэтому литье титана традиционно проводили в атмосфере инертных газов. Для этого плавильные печи изолировали от атмосферы, нагнетая в них специальные газы и создавая избыточное давление.

Технология литья из титана

Впоследствии были разработаны вакуумные плавильни-литейные установки. Они объединяют в одном вакуумированном объеме, процессы расплавления металла, его литья и остывания отливки. Литье производится в графитовые формы. Наравне с этой технологией применяется и метод вакуумного литья по выплавляемым моделям. Используется также и технология оболочечного литья.

Современные методы литья позволяют получать прочные и однородные отливки, удовлетворяющие самым придирчивым конструктивным требованиям. Метод литья также обладает преимуществом перед механической обработкой на станках и сваркой лучшим коэффициентом использования металла. Многие производители стали шире применять литые детали вместо фрезерованных.

В художественном литье металл широкого применения не нашел из-за сложности производства. Широкую известность в мире искусства получила первая отлитая из титана статуя Юрия Гагарина в Москве.

Область применения титановых сплавов

Титан обладает прекрасными конструкционными свойствами: он прочен (вдвое прочнее алюминия), легок (почти вдвое легче стали), упруг, не ржавеет, хорошо выдерживает напряжения растяжения, сжатия и скручивания. От широкого применения легкого и прочного металла сдерживает его высокая стоимость и сложность обработки. Из титана делают самые ответственные высоконагруженные детали в аэрокосмической отрасли — там, где малый вес важнее высокой цены. Это как детали планера самолета, так и детали двигателя — крыльчатки нагнетателей и воздухозаборники.

Область применения титановых сплавов

Титан также широко применяется в производстве вооружений — от деталей стрелкового оружия и бронежилетов до корпусов подводных лодок, выдерживающих погружение на рекордные глубины в 1000 метров.

В нефтегазовой отрасли литье титановых сплавов применяется для изготовления труб и запорной арматуры для установок нефтегазодобычи, нефтепроводов и нефтегазоперерабатывающих заводов.

Прокат и литье из титана применяется также для производства деталей элитных и гоночных автомобилей и мотоциклов, велосипедов и часов.

Благодаря физиологической инертности из титановых сплавов делают также зубные и костные протезы.

Основные характеристики титановых сплавов

Высокая реакционная способность титана позволяет производить его сплавы со многими металлами, получая материалы со значительно улучшенными и даже уникальными свойствами.

Сплав с никелем Нитинол обладает эффектом «памяти формы» и широко используется в медицине и аэрокосмической отрасли

Сплавы с алюминием отличаются стойкостью к продолжительному нагреву и коррозионной устойчивостью, что позволяет применять их в авиации и автостроении.

Сплав с барием используется как газопоглотитель в электронно-лучевых трубках и высоковакуумных насосах.

Широко применяется сплав с алюминием. Ti-6Al-4V (или ВТ6), примерно 6% алюминия и около 4% ванадия. На него уходит почти половина производимого титана.

Ферротитан (сплав с железом, содержащий 18—25% титана) используют при производстве стали для ее раскисления и для связывания неметаллических примесей

Титан используется и как присадка для легирования специальных сталей: высокопрочных, жаростойких и для особо тяжелых условий эксплуатации

Литье титана по выплавляемым моделям

Этот метод чаще применяется при литье отливки небольшого размера со сложной конфигурацией или тонкими стенками.

Литье титана по выплавляемым моделям

Модели изготавливаются из воска или полистирола. Модель полностью повторяет конфигурацию готового изделия, но имеет увеличенные на величину литейной усадки размеры. Модель также включает в себя небольшие вертикальные стержни до уровня засыпки формы, применяемые для формирования литьевых отверстий. Через литники в форму поступает расплавленный металл. Модели объединяют в блоки, которые помещают в опоку, которую заполняют высокодисперсным графитовым порошком. Уплотнение производится вибрационным методом. Для достижения лучшего уплотнения порошка уплотнение производят послойно. По готовности форму с блоком моделей помешают в вакуумированную камеру и заливают в нее расплав.

Раскаленный жидкий металл расплавляет материал модели и вытесняет его в виде газов прямо через стенки формы. Расплав заполняет форму, в точности повторяя все детали ее рельефа. Остывание отливок проводится по специальному графику, чтобы снизить вероятность возникновения остаточных напряжений в металле.

Читайте также:  Установка автоматических ворот домофон

Материалы и оборудование для литья титана

Вследствие высокой активности нагретого титана для его литья приходится применять специфическое оборудование.

Плавильный агрегат и машина литья литейных форм размещаются в герметичной вакуумированной камере. Высокопроизводительные насосы откачивают как воздух на начальном этапе, так и удаляют газы, образующиеся при плавлении и отливке.

Машина для литья литейных форм

Обычные керамические тигли для плавки не подходят, вместо них используют графитовые. В электродуговых печах, где нагрев идет изнутри, используют охлаждаемые емкости, покрытые тонким слоем металлического титана — так называемые гарнисажи. Сверху в тигель опускается расходуемый электрод. Автоматическая подача поддерживает постоянное расстояние от электрода до поверхности расплава по мере его расходования.

Ниже тигля находится блок литейных установок, в который расплав подается под действием своего веса. Для улучшения распределения расплава по форме блок с формами может вращаться.

Время опрокидывания тигля определяется исходя из постоянно контролируемых параметров — температуры тиглей, давления, химического состава расплава.

Пресс-формы делают из графита. В последнее время вместо дорогостоящих графитовых форм начинают применять формы из обычных огнеупорных материалов со специальным тонким защитным покрытием, препятствующим вступлению титана в реакцию.

Сложность технологических процессов, высокая цена оборудования и расходных материалов, высокая квалификация персонала делают процесс отливки титана доступным лишь для специализированных промышленных производств.

источник

Литейные установки для плавки титана NEUTRODYN EASYTI и NEUTOR TI

Итальянская фирма Manfredi выпускает полный модельный ряд инструментов и оборудования для зуботехнической лаборатории. Для плавки титана Manfredi предлагает две литейных установки: NEUTRODYN EASYTI и NEUTOR TI.

— Индукционная зуботехническая литейная установка, работающая в обычной, вакуумной и инертной среде.

— Запатентованная технология плавки титана.

— Моментальный контроль и сохранение установленной температуры от 800 до 2000°С.

— Возможность плавки драгоценных, недрагоценных металлов и титана.

— Оснащена регулятором мощности мотора для контроля качества стекания металла в цилиндр.

— Встроенная система охлаждения.

— Снабжена мощным вакуумным насосом.

— Использует тигли из керамики, с керамическим покрытием, из графита и синтеризированного графита.

4 цилиндра из нержавеющей стали

1 резиновый формирователь

1 стержень для перемешивания

Макс.способность плавления: драг.сплавы 5 мл, недраг.сплавы 15 мл — Титан 30 гр

Время плавления: 30 гр.Сг-Со 60 сек — 30 гр Тi 90 сек

Макс. расход энергии: 5 кВт

Вес нетто/Вес брутто: 239 кг/274 кг

Используемые тигли: C15 N — C15 R — C15 PLUS — C15Ti — C15TiP — CG5 — CGV5

— Индукционная зуботехническая литейная установка, работающая в обычной, вакуумной и инертной среде.

— Запатентованная технология плавки титана.

— Рекомендована для больших лабораторий, так как позволяет осуществлять непрерывный цикл плавок.

— Использует большие тигли, которые предполагают использование конусов со стержнями

— Регулирование мощности плавки.

— Моментальный контроль и сохранение установленной температуры от 800 до 2000 °С.

— Возможность плавки драгоценных, недрагоценных металлов и титана.

— Оснащена регулятором мощности мотора для контроля стекания металла в цилиндр.

— Встроенная система охлаждения.

— Снабжена мощным вакуумным насосом.

— Использует тигли из керамики, с керамическим покрытием, из графита и синтеризированного графита.

4 цилиндра из нержавеющей стали

1 резиновый формирователь

1 стержень для помешивания

бобинный валик для больших тиглей

Макс.способность плавления: драг.сплавы 20 мл — Недраг.сплавы 35 мл, титан 30 гр (С15Ti) — гр 35 (С35Ti)

Время плавления: 30 гр.Сг-Со 45 сек — 30 гр Тi 45 сек (C15Ti) -36гр Ти 45сек (С35Тi)

Макс. расход энергии: 6,6 кВт

Вес нетто/Вес брутто: 352кг/395кг

Используемые тигли: C15 N — C15 R — C15 PLUS — C15Ti — C15TiP — CG5, CGV5 — C35N — C35R — C35 PLUS — C35Ti, C35 TiP — CG20 — CGV20

источник

Установки для плавки титана

Для нефтехимической и химической промышленности необходимость в особо герметичных насосах создали проблемы с уплотнением и экологией.

Без грузоперевозок сегодня не может обойтись ни одна сфера. Автомобильные перевозки при этом являются наиболее востребованной. Особая ответственность требуется для.

Выбор качественных стройматериалов является одним из важных элементов строительного процесса любого объекта недвижимости. Профессиональный строитель должен уметь.

Читайте также:  Установка защиты для семьи

Уличные скамейки – особые изделия. Они должны будут выполнять свои функции в достаточно сложных условиях: под дождем, в холод, в жару. Эксплуатационные характеристики.

Как вы себе представляете наливные полы? Наверняка в виде однородного покрытия невнятного цвета без каких-либо рисунков, в редких случаях – с вкраплениями-чипсами.

Официальный сайт предлагает приветственное поощрение игрокам, которые заполнили все регистрационные поля. Денежная награда за вхождение в семью.

Чтобы подкрепить рост своей социальной сети, команда разработчиков Тик Тока регулярно радует пользователей обновлениями и появлением новых возможностей и функций.

Чистый воздух, яркая зеленая трава, свежие ягоды и фрукты — это все очень важно для отдыха детей за городом. Но только этого для ребенка недостаточно.

Всем и каждому хорошо знакомы окна из ПВХ-профиля. Эти конструкции постепенно вытесняют привычные деревянные рамы, эстетично смотрятся, снижают уровень шума.

Любой создатель видеороликов хотел бы, чтобы его труды стали популярными. Люди, владеющие каналами на YouTube, уделяют кучу внимания количеству просмотров и лайков под.

Большинство людей, которые работают в офисе, испытывают стресс. Говорят, что лучший способ снять напряжение — сменить свою работу. Но можно ли справиться с нервным.

Металл при застывании сохраняет форму емкости, в которую он был помещен в жидком виде. Способ литья основывается на этой особенности металла. Жидкотекучесть, или.

Двутавровые балки свое название получили из-за специфической конструкции. Тавром называют Т-образный профиль. Две соединенных хвостиками буквы «Т» напоминает сечение.

Благодаря инновационному подходу можно найти интересные решения в сфере электроприводов и редукторов, которая считается хорошо изученной. В технике, где при минимальных.

Случаются ситуации, для которых не хватает нормальных слов. Вот тогда наше спасение – непристойная лексика. И ведь ее ни каленым железом не выжжешь, ни законом не.

Предметом роскоши уже не считается автомобильный кондиционер. В обычной комплектации он присутствует в некоторых машинах. Различным поломкам подвержены все технические.

На сегодняшний день металлоконструкции являются неотъемлемой частью современного строительства. Каркасные ангары — это металлические конструкции, собраны из каркаса.

Молдавский народ относится к своей гостиной по-особенному. Это не только сердце дома, это настоящая жизнь нескольких поколений одной семьи.

источник

Особенности плавки и литья титановых сплавов

Высокая реакционная способность титана не позволяет проводить процесс плавления его в атмосфере воздуха, так как в расплавленном состоянии он активно взаимодействует с кислородом и азотам. Первоначально плавку титана и его сплавов вели в атмосфере аргона и гелия, позже появились вакуумные печи, которые в настоящее время являются основным типом плавильного оборудования. Для получения фасонных отливок из титана применяют вакуумные электродуговые гарнисажные плавильно-литейные установки, в которых совмещены процессы плавления металла, приготовления расплава, заливки литейных форм и формирования отливки (см. рис. 8.4).


Рис. 8.4. Схема вакуумно-дуговой печи с расходуемым электродом для плавки титановых сплавов:
1 — вакуумная камера, 2 — электрическим кабель, 3 —шланги водяного охлаждения.
4 — водоохлаждаемый тигель, 5 — гарнисаж, б — соленоид, 7 — расходуемый электрод, 8 — держатель, 9 — вращающийся стол, 10 — литейная форма

Расплавленный титан реагирует практически со всеми известными огнеупорными материалами (оксидами алюминия, магния, кремния и др.), что затрудняет выбор удовлетворительного материала для плавильных тиглей. В гарнисажной печи расплавленный титан находится в контакте со слоем твердого титана толщиной 5—50 мм, называемым гарнисажем и постоянно поддерживаемым на стенках и дне водоохлаждаемого тигля. При вакуумной гарнисажной плавке исключается взаимодействие расплава с атмосферой и материалом тигля, что повышает однородность металла и предупреждает появление в отливке тугоплавких включений. Вакуумная дуговая печь (рис. 8.4) с расходуемым электродом имеет вакуумную камеру 1, в которой расположен медный водоохлаждаемый тигель 4 со шлангами водяного охлаждения 3 и электрическим кабелем 2. Для фокусирования дуги и перемешивания ванны жидкого металла служит расположенный вокруг тигля соленоид 6. Футеровкой тигля служит гарнисаж 5. Расходуемый электрод 7, прикрепленный к держателю 8, изготовляют из сплава, подлежащего плавлению.

После расплавления расходуемого электрода печь поворачивают и производят заливку расплава во вращающуюся на столе 9 форму 10, Под действием центробежных сил расплав хорошо заполняет форму, отливка получается плотной, без газовых раковин. Прибыли устанавливают не на верхнюю, а на боковую часть питаемого узла, при этом металл под действием центробежных сил двигается от прибыли к отливке.

Читайте также:  Установка pygame для python

Литейные формы, изготовленные из обычно применяемых огнеупорных материалов, не могут быть применены для получения отливок из титана по отмеченным ранее причинам. Широко распространены графитовые формы. Их изготовляют из смесей, в состав которых входят в качестве основы графит, в качестве связующего — смолы, пеки. Смеси уплотняют на встряхивающих или прессовых машинах под давлением 0,2—0,8 МПа. Изготовленные формы после выдержки на воздухе от 8 ч до 3 сут подвергают сушке при температуре 120°С и обжигу в восстановительной атмосфере при 700—980 °С в течение 1—24 ч. При этой температуре связующее коксуется и из формы практически полностью удаляются все летучие вещества.

Применяются и оболочковые графитовые формы с фенолоформальдегидной смолой в качестве связующего. Мелкие сложные тонкостенные отливки из титановых сплавов получают в неразъемных формах, изготовленных по выплавляемым моделям. В состав суспензии входит высокодисперсный графитовый порошок и связующее на основе фенолоформальдегидных смол, в качестве обсыпочного материала — зернистый графит.

В настоящее время разрабатываются процессы изготовления форм на основе использования обычных огнеупорных материалов (Al2O3, MgO) с применением защитных углеродных, карбидных и металлических покрытий, повышающих инертность форм к расплавленному титану и его сплавам.

Контрольные вопросы
1. Какие печи используют для плавки медных, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов?

2. Как предохраняют сплавы цветных металлов от окисления в процессе плавки и литья?

3. С какой целью проводят операцию рафинирования? Назовите способы рафинирования.

4. Что такое модифицирование сплавов? Расскажите о модифицировании алюминиевых и магниевых сплавов.

5. Расскажите об особенностях плавки и литья титановых сплавов.

источник

Плавка титановых сплавов

Титан относится к легким (р = 4,5 кг/дм3) тугоплавким (Tпл = 1668 °С) металлам. Теплопроводность расплава титана в 20 раз меньше, чем меди. Удельное электрическое сопротивление титана 0,61 *10″6 Ом-м. По сравнению со сталью удельная теплота кристаллизации титана (419 кДж/кг) в 1,6 раза больше.

Титан и его сплавы в жидком состоянии имеют чрезвычайно высокую химическую активность. Титан реагирует с кислородом, азотом, водородом, вступает во взаимодействие с различными оксидами, образующими огнеупорные материалы, и восстанавливает их. Кроме того, расплав титана растворяет углерод графитового тигля, что приводит к резкому снижению пластичности сплавов. Поэтому титан нельзя плавить в печах, футерованных обычными огнеупорами. Для выплавки качественных титановых сплавов необходимо исключить взаимодействие металла с футеровкой и газовой фазой. Поэтому плавку ведут в вакуумных гарнисажных дуговых печах с расходуемым (рис. 15.3) или нерасходуемым электродом.

В первом случае в вакуумную камеру 3 помещают медный водоохлаждаемый тигель 8, расходуемый электрод 2 и литейные формы 5. Расходуемый электрод представляет собой шихтовой слиток титана или пруток, спрессованный из титанового порошка. После вакуумирования печи зажигают электрическую дугу между электродом и дном тигля и прогревают тигель и электрод на малой мощности. При повышении мощности до рабочих ее значений происходит плавление расходуемого электрода, расплавленный металл постепенно заполняет тигель. По мере оплавления расходуемого электрода он автоматически опускается вниз электродо-держателем 1. В связи с высокой теплопроводностью медного во-доохлаждаемого тигля на его стенках образуется слой затвердевшего расплава толщиной 10… 15 мм, который является своего рода футеровкой и называется гарнисажем 9.

Толщина слоя гарнисажа зависит от соотношения мощности, выделяемой дугой, и количества теплоты, отводимого от расплава через гарнисаж и тигель охлаждающей водой. При недостаточной мощности увеличивается толщина гарнисажа, и объем расплавленного металла уменьшается. Чрезмерная мощность дуги может привести к локальному расплавлению гарнисажа и медного тигля.

В современных плавильных установках изменение мощности дуги в процессе плавки происходит по заранее разработанной программе, реализуемой с помощью компьютера.

Для низколегированного титана марок ВТ5Л, ВТ6Л и др. положительные результаты дает модифицирование бором или карбидом бора в количестве 0,007…0,01 %.

Если для плавки используют слиток заданного состава, то в слитке высверливают отверстие и в него закладывают модификатор.

Отверстие затем заделывают титановой пробкой, чтобы модификатор не выпал раньше времени. Место расположения модификатора выбирают таким образом, чтобы модификатор попал в ванну жидкого металла за 40…60 с до окончания плавки. Общее время от введения модификатора до начала затвердевания отливки не должно превышать 150… 180 с.
Для наблюдения за ходом плавки предусмотрено окошко 8. Готовый металл заливают в формы при повороте печи.

источник