Способы производства титановых слитков

Конструкционные материалы из титановых сплавов занимают ведущее место в технике. Объем производства изделий из титановых сплавов увеличивается, приближается к объему выпуска некоторых популярных цветных металлов.

Основными видами конструкционных титановых материалов являются деформируемые полуфабрикаты: листы, плиты, поковки и штамповки, прутки, трубы, проволока. Поэтому главное внимание при разработке технологии плавления и литья уделяется слиткам, из которых изготавливают все виды деформированных полуфабрикатов.

Главным достоинством титановых сплавов по сравнению с другими конструкционными материалами является высокая коррозионная стойкость и высокая удельная прочность при обычных, отрицательных и повышенных температурах. Кроме того, титановые сплавы обладают такими ценными, для многих изделий свойствами, как намагниченность, малый коэффициент линейного расширения, высокая температура плавления и др. Конечно, эти преимущества проявляются в полной мере только в том случае, еслиразработаны высокоэффективная технология получения слитков сплавов с высокой химической и структурной макро- и микрооднородностью и технологические процессы изготовления высококачественных полуфабрикатов нужных размеров и форм. Вместе с тем, при высокой температуре плавления титана и титановых сплавов, в сочетании с высокой степенью насыщения атмосферными газами, создают затруднения при плавке слитков и слябов.

Разработано несколько типов плавки титана и его сплавов, препятствующим загрязнению металла газами: вакуумно-дуговая плавка, электронно-лучевая плавка, плазменно дуговая плавка и другие, менее распространённые на сегодняшний день виды плавок. Все эти виды производства применяют водоохлаждаемые медные кристаллизаторы.Высокая реакционная способность титана не позволяет осуществить процесс плавления его в атмосфере воздуха, так как в расплавленном состоянии он бурно взаимодействует с кислородом и азотом. Расплавленный титан реагирует практически со всеми известными огнеупорами на базе оксидов алюминия, магния, кремния, бериллия и других металлов. Восстанавливая оксиды, титан окисляется. Непригодными для плавки титана оказались и огнеупоры на базе карбидов, а также чистый графит.

Вакуумные печи являются основным типом плавильного оборудования. Практически всё производство титановых слитков осуществляют в вакуумно-дуговых печах с медным водоохлаждаемым кристаллизатором.