在前幾篇文章中，我們知道了鈦是如何從礦石精選，到四氯化鈦，再到海綿鈦的。
今天，我們繼續(xù)深度進(jìn)入鈦合金的生產(chǎn)環(huán)節(jié)了，就是鈦合金錠的生產(chǎn)！
從這個(gè)環(huán)節(jié)開始，就進(jìn)入到了鈦金屬材料公司的生產(chǎn)、業(yè)務(wù)范疇。
怎么一步步走過來的呢？
首先，海綿鈦是高純度鈦金屬，為了讓材料有更好的物理性能，我們需要加入一些其他金屬，最常見的鈦合金牌號(hào)是TC4，全名是Ti-6Al-4V，屬于(α+β)型鈦合金，就是在鈦金屬里面增加了鋁釩金屬的合金包。
這個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，就是鈦合金錠的生產(chǎn)。
這個(gè)過程，稱之為“熔煉”，大家可以想象成，把海綿鈦+鋁釩包擠壓成蠟燭，然后把蠟燭倒過來燒，經(jīng)過多次熔煉，形成了均質(zhì)的金屬錠，這個(gè)過程，就是鈦合金錠的生產(chǎn)。
真空電弧重熔是一種利用電弧作熱源在真空條件下熔煉金屬的真空熔煉技術(shù)，簡稱VAR。
首先我們先構(gòu)建一個(gè)簡單的模型：點(diǎn)燃一根蠟燭，正常的情況是火焰朝上。鈦材料的熔煉恰恰相反，就相當(dāng)于將蠟燭倒立，火焰朝下。滴蠟落在坩堝里面成為鈦錠。
鈦材料的熔煉其真正的原理是：在無渣及真空條件下，金屬電極在直流電弧的高溫作用下迅速熔化并在水冷銅結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)行再凝固。
真空電弧重熔過程可分為焊接電極、引弧、正常熔煉和封頂4個(gè)過程：
(1)焊接電極。每一爐熔煉所用的自耗電極要求與過渡電極同軸且被牢固地焊接在過渡電極上。焊接在真空下進(jìn)行。在自耗電極被焊接的一端鋪上一層同品種車屑作為引弧劑，然后下降電極桿，使過渡電極與自耗電極之間燃弧，當(dāng)燃弧的兩個(gè)端面被加熱且電弧穩(wěn)定，在自耗電極端面有較多的金屬液相形成時(shí)，迅速下降電極桿，使燃弧的兩個(gè)端面緊密接觸而焊合在一起。
(2)引弧。
在自耗電極與結(jié)晶器底部的細(xì)末純鈦海綿鈦之間引燃電弧，提高弧區(qū)溫度和在結(jié)晶器底部形成一定大小的金屬熔池，保持自耗電極與金屬熔池之間形成穩(wěn)定的電弧，使自耗電極的重熔轉(zhuǎn)入正常的熔煉。
(3)熔煉期。
是重熔過程的主要時(shí)期，在這期間鈦或鈦合金被熔煉凝固成錠，即脫除金屬中的氣體及低熔點(diǎn)的金屬雜質(zhì)，去除非金屬夾雜物，降低偏析程度以及獲得理想的鑄態(tài)組織結(jié)構(gòu)。
(4)封頂（也叫補(bǔ)縮）。
目的在于減小重熔錠頭部縮孔，減輕頭部“V”形收縮區(qū)的疏松程度，以及促進(jìn)夾雜物的最后上浮和排除，減少切頭量，提高成材率。
至此，我們終于得到了鈦合金錠，別著急，后面還有很多道工序，才能做成成品，后面我們一點(diǎn)一點(diǎn)說！
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