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海绵钛中残留氯化镁对钛及钛合金熔铸的影响

2018/3/6 8:28:33点击:

海绵钛是轻而质地坚硬且呈蜂窝状的疏松产品,不能直接应用于钛制产品生产,必须经过高温熔炼成致密的钛锭才能应用于钛材加工。用海绵钛在真空自耗电弧炉熔炼钛及钛合金,需要将海绵钛颗粒及合金料压制成块,组焊成自耗电极使用。铸锭熔炼是在密闭的真空室中进行的,熔炼过程中不可能对熔体进行化学成分调整,故海绵钛对铸锭质量的控制起着非常重要的作用。镁热还原法生产的海绵钛中,不可避免地会残留有氯化镁,这些氯化镁会对电极、铸锭及熔炼设备产生不良影响。因此,研究海绵钛中残留氯化镁对钛及钛合金熔铸的影响,对生产实践中提高产品质量具有重要的意义。

  残留氯化镁吸湿引起电极表面出现析出物。镁热法生产的海绵钛残留物主要为氯化镁,在空气中易潮解生成水合物。该水合物呈白色,含水多少与接触的空气潮湿程度、接触时间成正比。熔炼加热过程中,含水氯化镁分解出的水汽和氧化镁,会增加铸锭的含氧量。已有研究表明,因氧偏析,钛材容易出现发亮的富α层。在轧制过程中,富α层界面两侧的变形不协调,导致局部应力提高,材料脆化,从而引起开裂。

  残留氯化镁对铸锭表面的影响也很大。铸锭表面的沉积物由细小的氧化物、氯化物等夹杂逐层沉积构成。覆盖在氧化物表面的无水氯化镁,在空气中冷却吸湿、溶解,汇集大量水分。当沉积的氯化镁较多时,放置一段时间,还会出现氯化镁水溶液。铸锭的残余热量会使氯化镁溶解形成的溶液蒸发部分水分,但不能完全脱除水分,因而沉积物粘滞、附着在铸锭表面,不易清除。将表面有这种“黑壳”或“黑斑”的一次铸锭直接入炉,进行二次熔炼,势必会带入大量水分和氧化物夹杂,既增大了真空熔炼控制难度,又使铸锭易产生气孔、夹杂等质量缺陷。

  残留氯化镁对真空熔炼过程的危害主要有4点:增大发气量,降低熔炼真空度;增加气体杂质含量和气孔数量;残留高熔点颗粒,增大裂纹倾向;以及腐蚀真空系统,降低设备寿命。

  镁热还原法生产的海绵钛,不可避免会残留有氯化镁。要减少氯化镁对钛及钛合金熔铸的影响,除了选择氯化镁含量低的海绵钛外,可以从以下几方面着手:

  (1)避免海绵钛长时间暴露在空气中。要求从海绵钛拆封到进真空炉这段时间需严格按工艺规程控制操作。尤其是在阴雨季节,应尽量缩短打开海绵钛包装桶到压制成电极的时间,称混料运送海绵钛颗粒过程加防护罩。

澳门网投平台   (2)杜绝海绵钛与水接触。存放海绵钛的场所,严禁用水冲洗。与海绵钛接触的设备、器具,如果用水冲洗过,重新使用前须吹干。被水浸过的海绵钛严禁直接使用。

  (3)余料防水储存。批次压制电极常剩余海绵钛料,须按批号存放在有盖容器内,最好能密封,且存放时间不宜过长。重新使用前,必须加热烘烤处理。若遇阴雨天气,应适当提高加热温度。配高牌号铸锭应不用或尽量少用余料。

  (4)熔炼稳定操作,减少电流冲击。在熔炼过程中,电弧不稳定、电流冲击大,铸锭表面出现鱼鳞状波纹、长刺现象就严重,就越容易沉积挥发物。

  (5)及时清除沉积物。电极、铸锭表面和真空系统内的沉积物有害无利,必须按清除程序和制度及时清除。

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