真空自耗

合集下载

真空自耗炉事故应急预案

真空自耗炉事故应急预案

一、预案背景真空自耗炉是一种高温熔炼设备,广泛应用于冶金、材料加工等领域。

由于真空自耗炉操作过程中存在高温、高压、易燃易爆等风险,一旦发生事故,可能造成人员伤亡和财产损失。

为提高应急处置能力,降低事故危害,特制定本预案。

二、预案目标1. 最大限度地减少事故造成的伤亡和财产损失;2. 确保事故现场人员安全撤离;3. 及时、有效地控制事故发展,恢复正常生产秩序。

三、预案适用范围本预案适用于真空自耗炉在操作过程中发生的各类事故,包括但不限于火灾、爆炸、中毒、窒息等。

四、事故分类及应对措施1. 火灾事故(1)发现火情,立即切断电源,关闭炉体阀门,停止真空泵运行。

(2)使用灭火器、灭火器材等对初期火灾进行扑救。

(3)组织人员撤离事故现场,确保人员安全。

(4)报告上级领导,启动应急预案。

2. 爆炸事故(1)发现爆炸迹象,立即切断电源,关闭炉体阀门,停止真空泵运行。

(2)组织人员迅速撤离事故现场,确保人员安全。

(3)使用防爆器材、工具进行事故现场处理。

(4)报告上级领导,启动应急预案。

3. 中毒、窒息事故(1)发现中毒、窒息人员,立即将其移至空气新鲜处。

(2)对中毒、窒息人员实施急救,如需,立即送往医院。

(3)对事故现场进行通风,降低有害气体浓度。

(4)报告上级领导,启动应急预案。

五、应急组织机构及职责1. 应急指挥部(1)负责组织、指挥、协调事故应急处置工作;(2)负责制定事故现场处置方案;(3)负责向上级领导报告事故情况。

2. 现场处置组(1)负责现场事故处置;(2)负责组织人员疏散;(3)负责对事故现场进行封锁、警戒。

3. 医疗救护组(1)负责事故现场受伤人员的急救;(2)负责将受伤人员送往医院。

4. 通讯联络组(1)负责事故信息的收集、汇总、上报;(2)负责与上级领导、相关部门的沟通协调。

六、应急演练1. 定期组织应急演练,提高应急处置能力;2. 对演练中发现的问题进行总结,完善应急预案;3. 加强应急队伍的培训,提高应急人员的业务水平。

真空自耗电弧炉var

真空自耗电弧炉var

真空自耗电弧炉var摘要:1.真空自耗电弧炉的概念与原理2.真空自耗电弧炉的组成结构3.真空自耗电弧炉的应用领域4.真空自耗电弧炉的优势与局限性正文:一、真空自耗电弧炉的概念与原理真空自耗电弧炉,简称真空电弧炉,是一种在真空环境下进行金属熔化和精炼的设备。

它是通过利用电弧产生的热量将金属加热至一定的温度,使其熔化并进行精炼的一种电热设备。

真空自耗电弧炉在工作过程中,金属在真空环境下熔化,有助于去除金属中的杂质,提高金属的纯度。

二、真空自耗电弧炉的组成结构真空自耗电弧炉主要由以下几个部分组成:1.炉体:炉体是真空自耗电弧炉的主要部分,用于容纳金属和进行熔化过程。

2.电极:电极是真空自耗电弧炉的关键部件,负责产生电弧并加热金属。

3.真空系统:真空系统负责维持炉内的真空度,确保金属在真空环境下进行熔化。

4.控制系统:控制系统用于监控和调节真空自耗电弧炉的运行参数,保证设备正常运行。

三、真空自耗电弧炉的应用领域真空自耗电弧炉广泛应用于以下领域:1.金属熔化:真空自耗电弧炉可用于熔化各种金属,如铜、铝、钛等。

2.金属精炼:真空自耗电弧炉可在真空环境下进行金属精炼,有效去除金属中的杂质。

3.金属铸造:真空自耗电弧炉可用于铸造各种金属制品,如铸件、锻件等。

4.科研领域:真空自耗电弧炉在科研领域也有广泛应用,如材料研究、冶金研究等。

四、真空自耗电弧炉的优势与局限性真空自耗电弧炉具有以下优势:1.熔化效率高:真空自耗电弧炉利用电弧产生的热量进行金属熔化,熔化效率较高。

2.金属纯度高:真空环境下进行熔化,有助于去除金属中的杂质,提高金属纯度。

3.设备运行稳定:真空自耗电弧炉采用控制系统对设备运行进行监控和调节,保证设备运行稳定。

然而,真空自耗电弧炉也存在一定的局限性:1.设备投资成本较高:真空自耗电弧炉设备本身价格较高,且需要配套真空系统等设备,投资成本相对较大。

2.运行成本较高:真空自耗电弧炉在运行过程中需要维持真空度,以及消耗大量的电能,导致运行成本较高。

var真空自耗熔炼

var真空自耗熔炼

var真空自耗熔炼
技术简介
Var真空自耗熔炼技术,是一种高级的单晶生长技术,主要用于生长高品质、高纯度的单晶材料。

这种技术在国内外得到了广泛应用,被应用于晶体管、太阳能电池、LED等电子器件和无机纤维等领域。

Var真空自耗熔炼技术的主要原理是,通过将一定数量的材料放入真空熔炉中,在恒定的温度下,通过熔炼和控制熔体的温度、组成等条件,实现高质量单晶材料的生长。

技术优势
Var真空自耗熔炼技术具有以下优势:
1. 高纯度:能够控制熔体组成,保证高品质、高纯度的单晶材料的生长;
2. 高匀性:熔体在容器内进行对流混合,能够使得生长的单晶材料具有更好的匀性;
3. 低缺陷:通过控制材料熔化的速度和温度梯度,能够使得单晶材料中的缺陷数量降低。

应用领域
Var真空自耗熔炼技术被广泛应用于以下领域:
1. 电子材料:高质量晶体管、太阳能电池、LED等电子器件材料的生长;
2. 化学材料:高纯度的有机化合物晶体的生长;
3. 无机材料:生长陶瓷材料、多晶硅等材料。

总结
Var真空自耗熔炼技术是一种高级的单晶生长技术,具有高纯度、高匀性、低缺陷等优点。

在电子器件、化学材料、无机材料等领域都有广泛应用。

随着技术的不断发展,Var真空自耗熔炼技术在未来的发展前景十分广泛。

真空自耗电弧炉操作规程

真空自耗电弧炉操作规程

真空自耗电弧炉操作规程一、操作步骤:1.真空机组启动前,应全面检查冷却水和油,冷却水应畅通,油应超过油液面线,机械泵、增压泵进出水阀门打开。

2.开启水泵,检查冷却水出水应畅通,水压不低于2kg。

同时,检查补给水闸是否打开。

3.炉体处于大气密封状态,增压泵处于大气(或真空)状态下的操作:(1)启动机械泵(机械泵未启动前,绝对不能开启V2);(2)炉体与增压泵均为大气状态时(此种情况可能是长期不开泵、不抽真空、真空系统漏气造成,或要检修、换油,更换某一部件如真空规头等造成),先开V2(蝶阀2)对增压泵抽真空,等到机械泵出口无冒烟或机械泵声音已正常,再打开V1抽炉体。

如果此时炉体处于大气状态,原则上不能先开V1再开V2,因为先开V1增压泵内的大气会向上顶φ300阀门,如经常这样操作,φ300阀门极易损坏;(3)当低真空压力表达到-0.1Pa时,打开增压泵开始加热,增压泵加热30分钟左右,关闭V1并打开V3(φ300阀门),对炉体进行抽高真空。

(4)如果对增压泵油进行检查,等到油完全冷却后,必须要先对炉子破真空,然后再对增压泵破真空。

4.炉体与增压泵处于热态,即炉子连续生产时,真空操作如下:(1)关闭V2(此时V3处于关闭状态);(2)打开V1对炉子抽低真空;(3)当机械泵出口不冒烟,低真空压力表读数为-0.1Pa时,打开V2并关闭V1后打开V3,对炉体进行抽高真空;5.放气操作(1)关闭真空仪表;(2)关闭V3(φ300阀门);(3)打开V4电动放气阀;(4)放气完毕,关闭V4电动放气阀。

(注意:用手按电动放气阀按钮时,不能超过2秒钟,否则放气阀线圈容易烧毁。

)6.检漏操作(1)测漏气率必须在0.133Pa~1.33Pa(即1μ~10μ)压力范围内进行;(2)打开V3;(3)测完关闭V3;(4)漏气率E=,E的单位为μ(或Pa)·升/秒ΔP为检漏时真空度下降值(μ或Pa)V为炉体总体积(升)t为检漏时真空度下降所需时间(秒)10Kg真空自耗电弧炉在熔炼前漏气率应达15μ(或Pa)·升/秒(以熔炼工艺流程卡要求为准)7.停止真空系统运转的操作(1)关闭增压泵加热30分钟后才能关闭V1、V2、V3阀门。

真空自耗炉工作原理

真空自耗炉工作原理

真空自耗炉工作原理真空自耗炉是一种利用真空环境和电磁辐射加热的设备,广泛应用于材料的热处理和实验室研究中。

它的工作原理是通过将待处理的材料放置在真空环境中,并通过电磁辐射加热产生高温,从而实现材料的处理和实验目的。

真空自耗炉的主要组成部分包括真空室、加热元件、温度控制系统和真空泵等。

真空室是炉内的密封容器,通过真空泵将炉内空气抽取出来,形成高真空环境。

加热元件通常采用电阻丝或电磁线圈,通过电流通入加热元件,产生的电磁辐射能量将材料加热至所需温度。

温度控制系统可以监测和控制炉内温度,保证材料的处理和实验过程达到预期效果。

真空自耗炉的工作原理可以简单分为两个步骤:真空环境的形成和材料的加热。

首先,通过真空泵将炉内空气抽取出来,形成高真空环境。

真空环境的形成可以有效降低材料表面的氧化速率,保护材料的性能和质量。

其次,通过加热元件产生的电磁辐射能量将材料加热至所需温度。

电磁辐射能量可以迅速传递到材料表面,实现快速加热和均匀加热。

同时,由于真空环境下的热传导和对流受到限制,材料的热损失较少,能量利用效率较高。

真空自耗炉的工作原理具有以下特点:首先,真空环境的形成可以避免材料表面的氧化和污染,保证材料的处理和实验的准确性和可靠性。

其次,电磁辐射加热可以实现快速加热和均匀加热,提高处理和实验的效率。

此外,真空环境下的热传导和对流受到限制,能量损失较少,能量利用效率较高。

最后,真空自耗炉还可以通过控制真空度和加热功率等参数,实现对材料的不同处理和实验要求。

在实际应用中,真空自耗炉被广泛应用于金属材料的热处理、半导体材料的生长、光学薄膜的制备等领域。

例如,金属材料的热处理可以通过真空环境的形成,避免氧化和污染,从而提高材料的性能和质量。

半导体材料的生长可以通过加热元件产生的电磁辐射能量,实现材料的快速生长和均匀生长。

光学薄膜的制备可以通过控制真空度和加热功率等参数,实现对薄膜的厚度和光学性能的控制。

真空自耗炉是一种利用真空环境和电磁辐射加热的设备,通过真空环境的形成和材料的加热,实现对材料的处理和实验目的。

《真空自耗电弧炉》课件

《真空自耗电弧炉》课件
在真空环境下熔炼,可 以减少杂质和气体对金 属的影响,提高产品质
量。
节能环保
采用电弧加热,相比传 统火焰熔炼方式更加节
能环保。
操作简便
设备自动化程度高,操 作简便,减少人工干预

缺点
设备成本高
真空自耗电弧炉设备成本较高 ,投资较大。
维护成本高
由于设备复杂,需要专业人员 进行维护和保养,维护成本较 高。
真空自耗电弧炉的定义
解释真空自耗电弧炉 的基本概念和原理。
强调真空自耗电弧炉 在熔炼、合金制备等 领域的重要作用。
说明真空自耗电弧炉 的主要构成部件和工 作流程。
02
真空自耗电弧炉的工作原 理
电弧产生与熔炼过程
电弧产生
在真空环境中,通过高压电源在 电极和坩埚之间产生电弧,提供 熔炼所需的热量。
THANK YOU
感谢观看
熔炼过程
电极熔化后,金属液滴通过电弧 作用被吸入坩埚中,实现金属的 熔炼。
金属熔体的处理与凝固
金属熔体处理
在熔炼过程中,通过控制温度和搅拌,确保金属熔体的均匀性和纯净度。
金属凝固
金属熔体冷却后,在坩埚内壁逐渐凝固成金属锭。
真空系统与炉体结构
真空系统
真空系统用于维持炉内的真空状态, 确保电弧的稳定燃烧和金属的顺利熔 炼。
低碳排放
研究和应用低碳排放技术,降低熔炼过程中的温 室气体排放。
市场前景与竞争格局
市场需求增长
随着制造业的发展和金属 材料需求的增加,真空自 耗电弧炉市场前景广阔。
技术竞争
各厂商在技术研发、产品 性能和成本方面展开激烈 竞争,不断提升自身竞争 力。
产业链合作
加强产业链上下游企业合 作,共同推动真空自耗电 弧炉技术的进步和应用。

真空自耗电弧炉var

真空自耗电弧炉var

真空自耗电弧炉var
一、真空自耗电弧炉的概述
真空自耗电弧炉(Vacuum Self-Consuming Arc Furnace)是一种先进的熔炼设备,主要用于金属材料的熔化、净化和熔炼。

它采用真空技术,能够在较低的温度下实现金属的熔化,具有节能、环保、高效等特点。

二、真空自耗电弧炉的工作原理
真空自耗电弧炉的工作原理主要是利用高频直流电源将金属材料加热至熔化状态,并通过真空泵将熔融金属中的气体抽出,实现金属的净化和熔炼。

在熔炼过程中,自耗电极不断熔化,补充炉内熔融金属的消耗,从而实现连续熔炼。

三、真空自耗电弧炉的优点
1.节能:真空自耗电弧炉在较低的温度下实现金属熔化,能耗较低,有利于降低生产成本。

2.环保:真空环境下,金属熔炼过程中产生的有害气体得到有效控制,减轻了对环境的污染。

3.高效:真空自耗电弧炉具有较高的熔炼速度,生产效率高。

4.质量稳定:真空环境下,金属熔炼过程中的氧化物、氮化物等夹杂物得到有效去除,提高了产品的质量。

四、真空自耗电弧炉的应用领域
真空自耗电弧炉广泛应用于钢铁、有色金属、稀土等行业,主要用于熔炼、精炼、合金制备等领域。

五、真空自耗电弧炉的维护与保养
1.定期检查真空泵的运行状态,确保真空泵的正常工作。

2.定期清理炉膛内的杂质,防止炉膛结垢。

3.定期检查高频电源的运行状态,确保电源的稳定输出。

4.熔炼过程中,注意观察熔池的稳定性,如有异常应及时处理。

5.熔炼结束后,及时关闭电源和真空泵,进行设备保养。

通过以上介绍,我们可以了解到真空自耗电弧炉的特点、工作原理、优点及应用领域,并为设备的维护和保养提供了一定的指导。

真空自耗电弧炉var

真空自耗电弧炉var

真空自耗电弧炉var摘要:I.真空自耗电弧炉简介A.真空自耗电弧炉的定义B.真空自耗电弧炉的工作原理II.真空自耗电弧炉的类型和应用A.真空自耗电弧炉的类型1.高频真空自耗电弧炉2.直流真空自耗电弧炉3.真空自耗电弧炉的其他类型B.真空自耗电弧炉的应用领域1.航空航天领域2.军事领域3.核工业领域4.其他领域III.真空自耗电弧炉的特点和优势A.真空自耗电弧炉的特点1.高真空环境2.快速熔炼3.低氧化程度4.节能环保B.真空自耗电弧炉的优势1.高品质的熔炼产品2.高效率的生产过程3.适应性强IV.真空自耗电弧炉的发展趋势和前景A.技术发展趋势1.高功率密度2.自动化控制3.材料研究B.行业前景1.国家政策支持2.市场需求增长3.国际竞争优势正文:真空自耗电弧炉是一种在真空条件下,通过电弧放电产生的高温来熔炼金属的设备。

它具有高真空环境、快速熔炼、低氧化程度和节能环保等特点,广泛应用于航空航天、军事、核工业等领域。

随着我国政策支持和市场需求的增长,真空自耗电弧炉行业前景看好,技术发展趋势将朝着高功率密度、自动化控制和材料研究等方面发展。

真空自耗电弧炉的工作原理是在高真空环境中,利用电弧放电产生的高温将金属原料熔化。

根据不同的应用需求,真空自耗电弧炉有高频真空自耗电弧炉、直流真空自耗电弧炉等多种类型。

其中,高频真空自耗电弧炉具有熔炼速度快、熔融率高、氧化程度低等优点;直流真空自耗电弧炉具有熔炼过程中成分均匀、熔融温度高、设备占地面积小等特点。

真空自耗电弧炉在各个领域有着广泛的应用。

在航空航天领域,它可用于制造高性能的航空发动机、导弹等部件;在军事领域,可用于生产高精度武器、装甲等;在核工业领域,可用于核燃料熔炼、核反应堆部件制造等。

此外,真空自耗电弧炉还在其他领域发挥着重要作用。

随着科技的进步和市场需求的提高,真空自耗电弧炉行业将不断发展和创新。

未来,真空自耗电弧炉将朝着高功率密度、自动化控制和材料研究等方面发展,以满足各个领域对高品质熔炼产品的需求。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

真空自耗电弧炉1 VAR的结构组成及其特点VAR 炉由真空系统、电极驱动机械系统、铜坩埚及冷却循环系统、直流电源、自动和手动控制系统、稳弧搅拌系统、检测和自动记录系统等部分组成。

VAR 炉现已处于较为完善的阶段,在结构上具有同轴性、再现性和灵活性特征,正在向更大容量和远距离精确操作发展。

VAR炉采用先进的计算机自动电控和数据收集系统,能够对给定的合金和铸锭规格建立良好的熔炼模式,并分析熔炼过程中出现的问题,获得良好的铸锭表面质量和内在冶金质量,提高金属成品率。

2 真空自耗炉的工作原理真空自耗炉主要用于钛和钛合金的生产。

图1所示为真空自耗炉原理示意图。

该炉有一个结晶器,结晶器装入水冷的外套里,并与熔炼电源的正极相接。

电源的负极与活塞即“拉杆”连接,该拉杆通过滑动的真空密封进入炉内。

待熔炼的钢材(即电极)夹紧在控制活塞的机座上,并且在炉膛抽空以后,下降电极与在结晶器底部的同样材料的金属垫料触发电弧。

当电极由于输人功率而熔化时,就可通过液压控制系统下降活塞,以便保持电极同由此而形成的熔池之间的距离不变。

当熔炼继续进行时,在结晶器里就逐渐地形成了一支新的锭料。

3 VAR基本的工艺流程:工艺流程:混料一压制电极一电极和残料焊接成自耗电极一熔炼一铸锭处理一检验。

3.1 真空自耗原料由纯料、合金元素、返回料等组成。

3.2 电极制备经过混料后,添加或未添加残料的原料通过压制、焊接,制成自耗电极。

焊接方法为自耗电弧焊或等离子焊,焊接应进行充分的保护或在惰性气氛下的容器里进行,以避免污染和难熔氧化物或氮化物的形成。

应严禁使用钨极氩弧焊。

制备的自耗电极必须具备足够的机械稳定性,即使在熔炼过程中加热时也不会开裂.并确保电流畅通无阻地通过。

3.3 熔炼过程炉子采用真空系统,是为了避免空气污染,同时有效去除氢气和氯化物。

水冷铜坩埚给金属的熔炼提供了适宜的容器,只要冷却适当,熔融金属就在其表面形成一层“渣壳”.既保护坩埚,又不被坩埚污染。

生产中,应对重熔电极和炉室彻底清理,清除外来物和炉室中的冷凝物,诸如氧化物、氯化物等。

这些是造成氧、氮含量增加、引起铸锭冶金质量问题的潜在来源。

熔炼的初始电流设置应低一些,电压在30V~5OV 之间,主要取决于电极和炉室中的气体含量、电流大小、电弧间隙、电极的电阻及铸锭的尺寸。

形成熔池后,将熔炼功率增加到高于主熔炼期所预定的水平.以弥补坩埚底部的激冷效应。

熔炼期间,功率应保持不变,直到熔炼末期,这时按照预定热封顶工艺降低功率,以便把锭料头部缩孔和偏析减少到最小。

对于特定的合金和锭料直径.一旦确定了合适的熔炼条件,较大锭料所要求的电流通常可以简单地按比率推算。

因为锭料单位面积的功率维持不变.电流与面积保持正比关系。

表1为电流和电流密度值对比数据熔炼时,要保证电极与坩埚间隙为50mm--80mm或更大,一方面确保安全性,另一方面为气体排除提供良好的通道。

电弧长度(弧距)通常控制在25 mm~50 mm或更大,太短会造成频繁的短路,降低铸锭质量,太长会使电弧移动,击穿坩埚壁。

弧距不能超过电极和坩埚之间的最小距离。

在高的电流情况下,如果电弧集中在坩埚表面某一位置就会瞬间击穿坩埚而造成严重的爆炸事件。

为此应采取和安装有效的安全预防设施,包括炉子观测系统、自动断电元件、爆破口、防爆墙。

采用液态钠一钾作为冷却剂就不存这种危险性,相应不必采取防爆措施。

3.4 压力炉内压力和原料的气体含量影响电弧行为和产品质量。

当电弧区内残余压力增大到13 Pa~66 Pa时就达到辉光放电的临界压力范围,电弧燃烧不稳定.甚至导致电弧熄灭.严重时会产生边弧而击穿设备,依据实践经验,VAR 通常在0.13Pa --1.3 Pa压力下进行。

高的弧电压则产生长弧。

3.5 热封顶和冷却热封顶的目的是减少铸锭头部的缩孔、疏松和偏析区,减少铸锭的切头量.提高成品率。

最后一次熔炼,当电极消耗到9O%以上时,应逐级降低电流.使熔池凝固不形成有害的缺陷。

大规格铸锭的热封顶需要进行几个小时,同时应保证有足够的电极材料,尤其头部应是整个铸锭最后凝固的部分。

铸锭一般在真空或惰性气体保护下冷却至400 ℃以下出炉。

惰性气体保护会加速冷却,如果还需进一步的熔炼,应避免铸锭氧化。

有些对热裂纹较敏感的合金成品锭,应在热态时出炉.然后缓慢冷却。

3.6 磁场效应电弧是一种由流动的电子和离子化的粒子组成的电现象,必然受到磁场影响而发生偏转。

通常的做法是在水套上缠绕稳弧线圈,以此对电弧和熔池更好地控制。

稳弧线圈通常有两种形式,一种是永久固定在水套上,基本上覆盖整个坩埚;另一种则较短并可移动,只用来覆盖弧区及熔池的上部区域,随熔池的升高而不断升高,对于拉锭系统则保持在某一位置不动。

理论上,电磁搅拌或稳定的必要条件可根据以下三点确定:①熔池的有意搅拌和搅动;②防止熔池旋转;③熔池中热分布的影响。

为使合金的化学成分均匀,在初次熔炼时希望熔池旋转,旋转由平行于坩埚轴的固定磁场产生。

实践证明,流过坩埚的电流不对称,供电线路、铁质结构及附近设备磁场的影响都会引起熔池的瞬时旋转,进一步影响铸锭的结晶凝固并降低冶金质量。

合理的稳弧线圈布置和参数给定能够使电弧围绕电极平稳缓慢地移动,防止集中在坩埚壁上击穿坩埚,使成品铸锭表面均匀。

这时,熔池也在缓慢轻微旋转。

若搅拌太快,会产生喷溅,形成较高的壳、差的表面及内部缺陷;旋转慢和不旋转造成铸锭表面质量发生变化然而.若要得到内外质量都好的成品锭,还必须满足其它的一些条件,包括最佳的电流值,电极和坩埚壁之间的间隙,电弧长度及较低的气体含量。

熔池的搅拌是获得良好的结晶组织以利于锻造加工的基础。

线圈的电流连续不断地沿着一个方向流动,凝固时,晶粒会在某一方向优先长大,对锻造不利。

实际中,可每隔几秒将直流电极性转换,补偿熔池固有的旋转。

这虽影响电弧,但对实际熔池影响很少。

这样就有可能控制电弧,使其移动到坩埚壁上的几率减小,同时熔池的涡流效应减轻,实际熔池变浅。

3.7 坩埚比也称填充比,是指电极与坩埚直径之比。

它是影响铸锭质量和安全生产的重要参数之一。

对于钛,坩埚比一般在0.625~0.88。

坩埚比大,铸锭表面质量好,致密度高,但易产生边弧。

3.8 铸锭熔化次数为了保证最终产品的均匀性.两次熔炼是必要的。

一次熔炼的铸锭作为二次熔炼的电极.一次熔炼使铸锭初步合金化、均匀化及去除挥发性物质和气体;二次熔炼获得成份分布均匀、表面质量好的铸锭。

而三次熔炼是为了获得更好的成份均匀性。

3.9 铸锭规格的确定铸锭尺寸不仅影响铸锭的质量,而且对生产率也有影响。

一般,铸锭尺寸依据半成品尺寸来确定。

大规格铸锭具有实用经济性优点,但增大铸锭的尺寸.偏析倾向就增高。

铸锭长度的确定必须考虑到炉子的生产率。

一定的电流下.随着铸锭长度的增加,生产率增加较小。

应当指出.长度的增加应合理,否则,会给生产带来困难,实际上起不到提高生产率的作用。

一般铸锭的合理长度可依下式确定:L =0.1 6II为熔化电流;0.16为系数,单位为mm/A。

4 VAR铸锭的质量问题至今,钛铸锭冶金技术上一直存在着冶金缺陷的难题。

缺陷的来源很多,类型现在已经得到认识。

4.1 I类缺陷:也称低密度夹杂、高间隙缺陷.指间隙元素N,O 稳定的α区,其硬度比邻近基体区高而塑性低。

缺陷区具有较高的β转变温度,经机械加工,会伴随产生孔洞,通常用超声波探伤可以发现。

图2是I类缺陷的典型金相照片。

最新的一些研究表明,在任何存在氧化反应的地方,都是产生这种缺陷的一个潜在原因,包括燃烧、炉子漏气、焊接时保护不好、外来杂质、低级残料及未混合均匀的TiO 添加剂等。

三次重熔是消除I类缺陷的一种手段,但对于大颗粒及难熔颗粒或者当熔炼本身就有问题时,三次重熔也并不是一个彻底的解决方法。

I类缺陷出现的位置往往是很小的、不连续的区域,这些区域会引起应力集中,因此是最有害的,绝对不允许存在的。

图2 Ti一6Al一4V 合金中典型的I类缺陷,100X4.2Ⅱ类缺陷也称软α偏析,是异常稳定的α区,可以延伸到部分β晶粒,是α稳定元素如A1,Sn偏析造成的。

缺陷区比邻近基体区的初生α比例和显微硬度高。

似乎此类缺陷只在钛合金中出现并在缩孔中形成,缩孔部位的低倍组织照片显示为或亮或暗的浸蚀线条(图3)。

这些线条是缩孔区由于A1,Sn或其它易挥发的组分气化和重新沉积而产生的贫化或富集区。

合理的补缩工艺可以避免这些缺馅的产生。

通常的检测方法不能查出这些缺陷,但当缺陷在表面上时,可以通过特殊浸蚀方法观测到。

4.3铸锭气孔(空洞)在成品或半成品钛合金锻件上发现存在气孔,呈椭圆形的空洞,虽经过大变形量加工也不能愈合,说明空洞内不是真空而是有一定气体存在其中。

空洞周围并不伴随有上述I类缺陷的特征。

除了缩孔外,重熔可基本上消除铸锭气孔。

研究表明,气孔的形成与海绵钛中所含的残余氯化物有关。

海绵钛中的盐类在固相金属中基本不溶解.但在液相中却形成蒸汽气泡。

真空熔炼中,氢含量很低,通常不足以形成气孔。

缩孔部位的气孔,是由于金属收缩和易挥发组分形成的,可以通过补缩工艺得以避免。

据报道,高熔化速率要比低熔化速率产生气孔的几率大。

熔炼速率低.有利于熔体脱气;熔池浅,可以减少凝固阶段形成的缩孔。

然而在低熔炼速率下及补缩过程中应避免压力过低造成一定量的铝损失。

4.4成分偏析成分偏析是在钛锭结晶中形成的各部分成分不均匀的现象。

偏析大体分为两类:一类是宏观偏析,经过酸腐蚀后用肉眼可见;另一类是微观偏析,只有在显微镜下才能观察到。

对合金元素偏析已进行了广泛的研究。

理论上讲,凝固过程都是在一定温度范围内完成的,由于固态物质扩散很慢,造成溶质在凝固过程中的重新分配,形成偏析。

偏析的大小与合金分配系数、凝固速率、液相的自然和受迫运动、扩散、晶粒尺寸及晶体形成的方式等有关,最为关键的是合金分配系数,其它因素则与具体操作工艺有关,可通过调整工艺来改进。

合金分配系数是指平衡时固液两相中溶质浓度比:K0=Cs/CL,CS为溶质在固相中的浓度,CL为溶质在液相中的浓度。

Ko> 1称为正偏析;K。

< 1称为负偏析。

N,Nb,Mo,C,O 等元素,其K。

>1,产生正偏析。

K。

<1的元素有:Mn,Sn.Cu,Si,Ni,Cr.Co,V,Fe,Zr5 铸锭质量铸锭质量好坏对加工材成品率及成本有重要影响。

影响铸锭质量的因素较多,主要与使用的原料、熔炼工艺参数有关。

自耗电极不洁净,气体含量过高,在熔炼过程中会产生过多的喷溅,从而附着在坩埚壁上,形成“壳”。

熔炼时选择适当的炉内压力,确保电弧稳定,不出现辉光放电现象,避免恶化铸锭质量。

重熔时.应对电极表面清洗.去除凝结的氯化物,并选择适当的电流和导电条件.保证电弧围绕电极端头平缓移动。

坩埚比过小.电弧的分布面积则小、辐射损失大,结晶器壁处的金属不能很好地熔融。

相关文档
最新文档