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钛合金熔炼的特点钛合金的熔炼与常用的金属相比有较大不同，主要原因在于钛及其合金是一种高化学活性金属，在熔融状态下，几乎与所有的耐火材料发生化学反应，因此不能在大气中进行熔炼。
必须在水冷铜坩埚中及真空或氩气、氖气等惰性气氛中熔炼。
因此，熔炼环境与坩埚是钛合金与其他合金熔炼技术的主要不同之处。
钛合金熔炼根据热源不同，可分为电磁感应熔炼、电弧熔炼、等离子弧熔炼、电子束熔炼等。
当然还可进一步分类，如电弧熔炼可分为自耗电弧熔炼和非自耗电弧熔炼等。
根据所用坩埚不同，可分为普通坩埚熔炼、凝壳熔炼、冷床熔炼等。
在钛合金铸锭纯净度要求不高的情况下，可采用石墨坩埚或者某些氧化物坩埚熔炼。
生产中大多数采用的是凝壳熔炼，可获得高纯度钛合金铸锭。
近年来又发展了悬浮无坩埚熔炼技术，可进一步提高钛合金熔炼的纯净度。
钛合金熔炼过程中极易与环境中的气体发生反应从而吸收杂质元素。
随着航空航天等工业的快速发展，对钛合金质量的要求也越来越高。
钛合金的性能在很大程度上取决于合金中间隙元素（H、O、N等）的含量。
钛及其合金中的杂质元素常常是决定它们性能和应用范围的重要因素。
O元素对TiAl合金的负面影响最大，能够显著地恶化合金的力学性能。
对于TiAl合金这种滑移系较少的合金系来说，在极高纯度的时候，1/2<110>普通位错能够大量开动，此时TiAl合金具备一定的塑性，而随着O含量的增多，这类普通位错将被大量抑制，这是由于O元素对位错线的钉扎作用。
在O含量较多的合金中，变形基本来源于超位错的开动，因此室温下合金表现出很强的脆性。
随着O含量的降低，合金的室温塑性将会逐渐升高。
溶解于钛合金中的H是使铸锭产生气孔、疏松的主要原因。
钛合金中的N及其他化合物夹杂，会恶化材料的工艺性能和力学性能。
以钛合金吸O为例，O的溶解过程大致分为以下三个步骤：气氛中的O2首先吸附在钛合金熔体表面上；O2分解为O原子；O原子扩散到合金熔体中直至达到其饱和溶解度。
小电流熔炼含铁钛合金的研讨小电流熔炼含铁钛合金的研讨随着人们对钛合金需求的不断增加，钛合金的生产技术也在不断发展。
目前，常规的钛合金生产技术主要是采用真空电弧炉和等离子炉等高能耗、高成本的大规模生产技术。
但是，随着人们对环保、能源节约和成本控制的重视，小电流熔炼技术逐渐被重视和应用，成为钛合金生产的一个新的研究热点。
本文将围绕小电流熔炼含铁钛合金进行探讨。
一、小电流熔炼技术概述小电流熔炼技术是一种低功率熔炼技术，主要通过控制熔炉的电流和电压，在小电流小电压的条件下，使熔炉内部的热能集中在熔体中，从而达到快速熔化、高温度、高温梯度的效果。
与传统的高功率、高温熔炼技术不同，小电流熔炼技术具有如下优点：1.低能耗：小电流熔炼技术采用小电流、小电压的操作方式，比传统的高功率、高电压熔炼技术的能耗要低得多。
2.高效率：小电流熔炼技术由于熔炉内部温度梯度大、熔化时间短，因此其熔炼效率要高于传统的高功率、高电压熔炼技术。
3.环保：小电流熔炼技术不需要高温下的保护气氛，不会产生污染物。
4.适应性强：小电流熔炼技术适应性强，其可控性好，操作简单。
二、小电流熔炼含铁钛合金的研究含铁钛合金是目前应用最广泛的钛合金之一，其主要成分是钒、铁等金属元素。
传统的含铁钛合金熔炼技术主要是采用真空电弧炉和等离子炉等高能耗、高成本的大规模生产技术，然而，随着环保、能源节约和成本控制的重视，人们开始研究小电流熔炼含铁钛合金的技术。
近年来，国内外学者对小电流熔炼含铁钛合金进行了广泛的研究。
研究结果表明，小电流熔炼含铁钛合金具有以下优点：1.热损失小：由于小电流熔炼技术操作时电流和电压较小，熔炉内部温度梯度大，热损失小，从而能够避免熔炉内部温度过高或过低的情况。
2.熔池稳定性好：小电流熔炼技术较为稳定，控制难度小，能够保证熔池内部的化学组成均匀，消除化学反应不均匀的因素。
3.成品质量优良：小电流熔炼含铁钛合金反应速度快、熔化深度大、熔炼时间短、热量集中，从而可提高成品质量。
1、直接添加高熔点金属的钛合金真空自耗熔炼用电极制备方法在钛合金真空自耗电弧熔炼用电极常规制备的基础上，由直接压制的具有一定凹槽的电极块与适合电极块凹槽形状的高熔点金属棒拼焊组成电极的方法，通过选择合适的真空自耗电弧熔炼工艺，能够熔炼出达到配比计算要求的、成分均匀的无偏析优质铸锭。
2、钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺，包括如下步骤:当熔炼中断后重新起弧时，将熔炼电流快速提升至正常熔炼电流的75-80%,保持此时的熔炼电流;当熔池的边缘到达坦塌壁后，保持2-3min,再将此时的熔炼电流快速提升至正常熔炼电流。
该工艺优势在于，使总的起弧时间大幅缩短，减小铸锭的冷却体积收缩后与用提壁间产生的间隙及避免铸锭冷却凝固形成的内部缩孔:当熔炼电流达到正常熔炼电流的75~80%时，保持该熔炼电流一段时间，这样可以较为准确地控制电极及已凝固熔池的熔化速度，避免瞬时产生大量的熔液流入铸锭与用塌壁的间隙，或造成冷隔缺陷。
3、纯钛块状废料的熔炼回收方法纯钛块状废料的熔炼回收方法，使用6个电子枪的电子束冷床炉，将选定成分的原料装入电子束冷床炉的进料器，进行熔炼，然后将得到的铸锭冷却出炉，即可得到成品。
该法直接使用TAl回收料进行熔炼，避免了废料破碎电极块压制，电极的焊制。
单锭熔炼每天单台设备可熔炼9个棒料总重约6.5吨，双锭熔炼每天单台设备可熔炼18个棒料总重约13吨，极大的提高了回收效率和速度。
4、钛及钛合金屑状废料的电子束冷床熔炼回收方法钛及钛合金屑状废料的电子束冷床熔炼回收方法过程为:根据所熔炼钛及钛合金成分，称取纯钛屑状废料，或称取纯钛屑状废料和钛合金屑状废料中的一种或两种与海绵钛以及纯合金添加元素和/或中间合金混合的混合料，混合料中的纯钛及钛合金屑状废料添加量按质量百分比计为10%~90%;然后将其压制成电极块，用电子束冷床熔炼炉将所述电极块进行一次电子束冷床熔炼，得到钛或钛合金铸锭。
钛合金的熔炼工艺-电磁感应熔炼ISM熔炼技术（Induction Skull Melting），即感应凝壳熔炼技术，是随着熔炼钛合金等活泼金属的需要而发展起来的，是当前熔炼活性钛合金的最好方法，它不仅对合金无污染，而且合金熔体成分、温度、过热度易于控制。
该方法原理是坩埚周围布置的通电线圈使被熔炼金属感应生成与通电线圈位相相反的电流，感应电流产生的焦耳热使金属熔化，且位相相反的电流之间存在着作用力与反作用力，使被熔化的金属上浮不与坩埚接触。
该熔炼方法的特点是熔融金属不与坩埚接触，可大幅度降低热损耗。
该方法目前已实用化。
ISM熔炼技术的研究开始于19世纪50年代，最初由美国Scheppenient研制出可熔炼0.9kg钛的水冷坩埚。
目前，美国已建成容量达200kg的冷坩埚熔炼炉。
俄国的冷坩埚技术在世界领先，已经有系列的ISM设备，能够生产出重达几吨的铸件。
国内对ISM技术的研究从20世纪80年代初开始。
国内开展ISM研究的单位主要有哈尔滨工业大学，西北有色金属研究院，原冶金部钢铁研究总院等一些高校和研究所。
国内ISM熔炼技术的研究起步较晚，但是也取得了一些具有国际先进水平的独创性成果，较好地指导了活泼金属及合金熔炼。
自耗电极电弧炉对电极的质量要求很高，对原料要求也较高。
电子束炉、等离子弧炉要求电源功率较大，成本相对提高。
另外，这些熔炼方法所造成的熔池较浅，增大熔池体积只增大了表面积，而导致元素的挥发损失，这对控制合金成分是不利的。
由于感应电流有趋肤效应，在理论上利用上述熔炼方法中所使用的水冷铜坩埚无法通过感应加热而使金属熔化。
当采用导电的坩埚熔炼金属时，由于感应电流的趋肤效应，坩埚本身被加热，坩埚壁上的感应电流过高，影响了炉料所吸收的功率，只能熔化熔点低于坩埚材料的金属。
若用水冷却坩埚，所产生的热量绝大部分被水带走，炉料难以被加热熔化。
若将坩埚开一条缝或几条缝，则坩埚内磁场衰减很少，此时感应圈的功率主要消耗在炉料上。
钛合金的熔炼工艺-电子束冷床熔炼法（EBCHR）真空自耗电弧熔炼一直是钛合金的主要熔炼方法。
为了提高航空发动机用钛合金铸锭成分的均匀性和尽可能消除偏析等缺陷，一般采用三次真空电弧熔炼。
但研究证明，真空电弧熔炼消除钛合金中的高密度夹杂（HDI）和低密度夹杂（LDI）的能力有限。
而这两种缺陷是钛合金零部件的疲劳裂纹源，降低了零部件的使用寿命。
若用于航空发动机，可能引起重大事故。
因此美国在20世纪80年代开始研究开发一种熔炼钛合金的新工艺———冷床熔炼（Cold Hearth Melting，简称CHM）技术。
根据热源的不同，冷床熔炼可以分为电子束冷床熔炼（Electron Beam Hearth Melting，简称EBCM 或Electron Beam Cold-Hearth Remelting，简称EBCHR）和等离子束冷床熔炼（Plasma Arc Cold Hearth Melting，简称PACHM）两种熔炼方式。
冷床炉熔炼技术独特的熔炼方式，可以有效消除钛合金中的各种夹杂物，解决了长期困扰钛工业界的一大难题，因此，冷床熔炼技术可以认为是钛合金熔炼技术发展史上的一次飞跃。
冷床熔炼就是在冷坩埚（水冷坩埚）熔炼技术的基础上，再加上电子束或等离子束的高温外加热源作用的结合。
所谓冷床实际就是凝壳熔炼的坩埚，冷床熔炼就是凝壳熔炼的新发展。
1905年，德国的西门子（Siemens）公司和Haisko用电子束熔炼钽首次获得成功，但由于当时世界的真空技术发展水平还很有限，从而阻碍了电子束熔炼技术的发展。
真正将电子束熔炼技术推向商业化是在1957年，Temescal冶金公司利用电子束熔炼钛锭。
之后Temescal冶金公司大力发展电子束熔炼技术，在20世纪60年代初期，该公司利用横向电子枪熔炼炉制备了直径80mm的钽锭和钨锭以及直径127mm、重数百公斤的钛锭。
20世纪80年代，现代轴向电子枪取代了早期的横向电子枪，使得电子束熔炼炉的产能得到真正意义上的大幅提高。
钛合金的熔炼工艺-等离子弧冷床熔炼法（PACHR）等离子冷床熔炼以等离子束为热源。
等离子弧与自由电弧不同，它是一种压缩弧，能量集中，弧柱细长。
与自由电弧相比，等离子束具有较好的稳定性，较大的长度和较广的扫描能力。
等离子枪是在接近大气压的惰性气氛下工作的，可以防止Al、Sn、Mn、Cr等高挥发合金组元的挥发损失。
电子束冷床熔炼难以控制化学成分的缺点也促进了等离子束冷床熔炼（PACHR）技术的发展。
等离子弧与电弧炉的自由电弧相比是一种压缩弧，能量集中，弧柱细长，具有较好的稳定性，较大的长度和较广的扫描能力。
等离子束冷床熔炼以高温等离子束为热源，在接近大气压的惰性气氛（氩气或氦气）环境下工作，合金元素的挥发损失可以得到有效的控制，易于控制钛合金的化学成分，但除气和除杂效果较差。
等离子枪产生的He或Ar等离子束是高速和旋转的，对熔池内的钛液能起到搅拌作用，有助于合金成分的均匀化。
但是由于产生等离子束需要惰性气体作为工作气体，惰性气体价格较贵（尤其是氦气），增加了熔炼成本，需要添加惰性气体回收处理设备。
熔炼时工作气体的纯度会对钛合金的纯度产生影响。
等离子弧熔炼是20世纪60年代初开发的，利用等离子体作热源，温度高（弧芯可达24000～26000K），可熔炼任何金属及非金属炉料，可在大气下实现有渣熔炼，也可在保护气氛中进行无渣熔炼。
等离子电弧熔炼是利用高温等离子体加热熔化金属的一种方法。
高温等离子体由高压电弧产生，然后用惰性气体将等离子体的弧柱吹入熔室熔化炉料；这种工艺可以利用散装料，如海绵钛、钛屑、料头等，也可以用料棒送料，即缓慢将料棒送入等离子室，使金属熔化，滴入坩埚。
所谓等离子体是指一种电离气体，是由离子、电子和中性粒子组成的电离状态，称为物质的第四态。
Plasma是1928年朗缪尔（Langmuir）最早采用的称呼，我国称为等离子体。
根据物质的原子论，物质的原子、分子和分子团相互以不同的力相结合，构成不同的聚集态。
钛合金的熔炼与制备钛合金是一种具有高强度、低密度、优异的抗腐蚀性能和良好的高温强度的先进材料。
它广泛应用于航空、航天、化工、汽车和医疗等领域。
钛合金的熔炼与制备是其获得优异性能的关键。
本文将介绍该过程的基本情况以及其发展趋势。
一、钛合金的熔炼钛合金通常使用熔模铸造、真空电弧熔炼和粉末冶金等方式进行制备。
其中熔模铸造和真空电弧熔炼是最常用的方法。
下面将对这两种方法进行详细介绍。
1、熔模铸造熔模铸造又称熔模法或精密铸造法，是指钛合金加入铸造模中，利用热力学原理使金属熔融并凝固成型的一种工艺。
该方法适用于生产中小型、复杂、精密钛合金铸件。
使用熔模铸造方法加工的钛合金件具有较高的成形精度和良好的表面质量，而且可以制造出形状和重量特殊的零部件。
但是，这种方法的缺点是成本高、制造周期长并且机械性能较差。
2、真空电弧熔炼真空电弧熔炼是指采用电弧在真空或惰性气氛下将钛合金熔化，然后将熔融合金浇注成型。
真空电弧熔炼的工艺流程与普通的真空熔炼方法相似。
在制备钛合金材料时，真空电弧熔炼是最常用的方法之一。
它可以用来制备各种不同种类的钛合金材料，提供多种材质选择，有一定的成本优势和高效性。
然而，使用这种方法制备的钛合金材料容易出现完全凝固并且内部不均的现象，影响其机械性能和成型质量。
二、钛合金的制备粉末冶金是目前制备钛合金的主要技术之一。
粉末冶金是一种通过混合、成型和烧结等多个工序制备金属或合金件的方法。
它利用粉末状的钛合金材料制备成型零件。
粉末冶金制备钛合金零件的过程主要包含以下几个步骤：粉末钛合金的混合、制备成型件、烧结、热处理以及表面处理。
该方法有很多优点，例如可以制造出形状复杂、成分一致、精度高的零件。
此外，其还具有成本低、资源利用率高、环境友好等优势。
不过，这种方法的缺点是进行成型需要较高的成型压力，以及制造过程中可能会产生残余应力、孔隙和裂纹等缺陷，从而影响材料的结构和性能。
三、结论钛合金的熔炼和制备是生产高品质钛合金制品的关键。
钛合金熔炼工艺钛合金是一种高强度、低密度、耐腐蚀的金属材料，广泛应用于航空、航天、化工等领域。
钛合金的熔炼工艺是制备高品质钛合金产品的关键环节之一。
本文将介绍钛合金的熔炼工艺。
1. 钛合金的熔点钛合金的熔点较高，一般在1600℃左右。
因此，在进行钛合金的熔炼时需要采用高温条件，并且需要进行充分的预热。
2. 钛合金的冶炼方式目前，常用的钛合金冶炼方式有真空电弧炉法和氩弧焊法两种。
真空电弧炉法是将钛合金放入真空室中，在高温下进行加热，然后通过电弧加压使其融化。
这种方法可以保证材料质量，但设备成本较高。
氩弧焊法是将两根相同或不同材质的棒料通过氩气保护下进行加热，在达到一定温度后将两根棒料压在一起，使其融化并形成连续坯体。
这种方法成本较低，但是由于需要手工操作，生产效率较低。
3. 钛合金的熔炼过程钛合金的熔炼过程包括预处理、加热、保温、冷却等步骤。
预处理是指对原材料进行清洗和去除杂质的处理。
在这一步骤中，需要将原材料放入酸性溶液中进行腐蚀，以去除表面氧化物和其他杂质。
加热是指将清洗后的原材料放入熔炉中进行加热。
在加热过程中，需要控制温度，并且保持一定的时间使得钛合金充分融化。
保温是指在加热完成后将钛合金保持在一定温度下，以使其均匀地冷却。
这一步骤可以避免因为快速冷却而引起的不均匀收缩和裂纹等缺陷。
冷却是指将保温完成后的钛合金逐渐降温至室温。
在这一步骤中，需要注意控制冷却速度，以避免因为快速冷却而引起的不均匀收缩和裂纹等缺陷。
4. 钛合金的质量控制钛合金的熔炼过程中需要进行严格的质量控制，以保证最终产品的质量。
常用的质量控制方法包括化学分析、金相分析、机械性能测试等。
化学分析是指对钛合金进行化学成分分析，以确定其成分是否符合要求。
金相分析是指对钛合金进行显微组织观察，以判断其晶粒大小、晶界等情况是否符合要求。
机械性能测试是指对钛合金进行拉伸试验、硬度测试等，以确定其强度、韧性等机械性能是否符合要求。
总之，钛合金的熔炼工艺是制备高品质钛合金产品的关键环节之一。
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钛锭熔炼工艺
钛锭熔炼工艺是一种重要的金属加工工艺，它是将钛矿石经过多道工序处理后，最终得到的一种高纯度的金属材料。
钛锭具有高强度、耐腐蚀、轻质等优良特性，因此在航空、航天、化工、医疗等领域得到广泛应用。
钛锭熔炼工艺的主要步骤包括：矿石选矿、还原、精炼、铸造等。
首先，将钛矿石进行选矿，去除其中的杂质和有害元素，得到纯度较高的钛矿石。
然后，将钛矿石进行还原，通常采用克鲁斯法或克罗诺斯法，将钛矿石还原成钛粉。
接着，将钛粉进行精炼，去除其中的杂质和氧化物，得到高纯度的钛粉。
最后，将钛粉进行铸造，得到钛锭。
钛锭熔炼工艺的关键在于精炼过程。
钛粉中含有大量的杂质和氧化物，如果不进行精炼处理，将会影响钛锭的质量和性能。
目前，常用的钛粉精炼方法有气相法、电弧熔炼法、等离子体法等。
其中，气相法是最常用的方法，它通过高温高压的气相反应，将钛粉中的杂质和氧化物去除，得到高纯度的钛粉。
钛锭熔炼工艺的发展，不仅推动了钛金属产业的发展，也为人类社会的进步做出了贡献。
随着科技的不断进步，钛锭熔炼工艺也在不断创新和改进，使得钛锭的质量和性能得到了进一步提高。
未来，随着人类对高强度、轻质、耐腐蚀等性能要求的不断提高，钛锭熔炼工艺将会得到更广泛的应用和发展。
钛合金熔炼基本原理
哇塞，朋友们！今天咱就来讲讲钛合金熔炼的基本原理！你想想看啊，就好像我们做饭一样，得有各种材料，还得掌握好火候，对吧？钛合金的熔炼也是这么个道理！
比如说，我们得先把钛这种金属准备好呀，就像做菜得先有菜一样！然后呢，再加入其他的合金元素，这就好比给菜加点调料，让味道更丰富。
在这个过程中，温度的控制可太重要啦！要是温度不合适，那可就出大问题喽！就像是炒菜时火太大了会烧焦，火太小了又炒不熟，一个道理呀！
而且哦，钛合金熔炼可不是随随便便就能搞好的。
这就好像你要盖一座漂亮坚固的房子，从打地基到砌墙，每一步都得认真对待。
如果熔炼时不仔细，那最后得到的钛合金可能就没那么优质啦！你说可不可惜呀？我记得有一次啊，我们实验的时候就差点出了差错，还好及时发现调整了，真的是捏了一把汗呢！
这里面的学问可大了去了，不同的熔炼方法也有不同的特点呢。
就像有人喜欢清蒸鱼，有人喜欢红烧鱼，各有各的好呀！比如说真空熔炼，那可真是个厉害的办法，能让钛合金更纯净！
总之呢，钛合金熔炼真的特别有意思，也特别重要！只有搞清楚了这些基本原理，我们才能炼出好的钛合金啊！所以，大家一定要认真了解哦！。
钛合金熔炼工艺引言钛合金熔炼工艺是一项关键的工艺技术，用于制备钛合金材料。
钛合金由钛和其他金属元素组成，具有优异的机械性能、耐腐蚀性能和低密度，广泛应用于航空航天、汽车和生物医学等领域。
本文将深入探讨钛合金熔炼工艺的各个方面。
钛合金的熔炼过程钛合金的熔炼过程涉及三个主要步骤：原料准备、熔炼和浇铸。
原料准备钛合金的原料一般为钛粉，通常通过球磨等方法细化颗粒，以提高熔炼效果和均匀性。
在原料准备过程中，也可以添加其他合金元素的粉末，以调整合金的成分和性能。
熔炼钛合金的熔炼一般采用电弧熔炼和真空熔炼两种方法。
电弧熔炼电弧熔炼是一种常用的钛合金熔炼方法。
它利用电弧高温熔化钛粉和合金元素，同时通过惰性气体（如氩气）保护，防止杂质的污染。
电弧熔炼具有操作简单、效率高的优点，适用于大批量生产。
真空熔炼真空熔炼是一种高级的钛合金熔炼方法。
它利用真空环境下的高温熔化钛粉和合金元素，避免了空气中的氧化反应和污染。
真空熔炼具有制备高纯度合金的能力，适用于高要求的特殊应用领域。
浇铸熔炼完成后，钛合金溶液被浇铸成所需的形状。
浇铸方法主要有等静态浇铸和连铸两种。
等静态浇铸等静态浇铸是一种传统的浇铸方法。
它将熔融的钛合金溶液倒入预先制备的砂型或金属模具中，通过自由冷却形成实体材料。
等静态浇铸简单易行，适用于小批量生产。
连铸连铸是一种高效、连续生产的浇铸方法。
它将熔融的钛合金溶液通过连续铸造机构，经过快速凝固和拉伸过程，制备出尺寸均匀、纹理细密的合金材料。
连铸能够提高生产效率和产品质量，适用于大规模生产和复杂形状的要求。
钛合金熔炼工艺的关键因素钛合金熔炼工艺的质量和性能受到多个因素的影响。
以下是其中的一些关键因素：合金成分钛合金的成分对其性能具有决定性影响。
合金成分的合理设计和准确控制可以提高材料的强度、硬度、耐腐蚀性等。
熔炼温度熔炼温度是决定钛合金熔体质量的重要参数。
合适的熔炼温度可以促进相变及溶质的扩散，并避免氧化、脱挥发和烧结等问题。
浅谈钛合金现代熔炼技术浅谈钛合金现代熔炼技术随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高，钛在工业生产、航空航天、国防军工以及日常生活中的应用越来越多，从而对钛及钛合金材质和性能的要求越来越高，而钛合金原料的熔炼无疑是最重要最关键的一环，其熔炼的优劣直接影响到后续加工的成品的性能指标是否达到产品要求，从而推动了钛合金现代熔炼技术的发展，其中包括电子束、等离子冷床炉等新技术的发展，为提高钛合金铸锭的冶金质量和力学性能创造了良好的条件和基础。
1、钛合金熔炼方法1.1 真空自耗电弧炉熔炼法(简称VAR法)随着真空技术的发展和计算机的应用，VAR法很快成为钛的成熟的工业生产技术，今天的钛及其合金铸锭绝大部分是使用此方法生产的。
VAR法显著特点是功率消耗低、熔化速度高和良好的质量重现性，VAR法熔炼的铸锭具有良好的结晶组织和均匀的化学成分。
通常，成品铸锭应由VAR法熔炼制得．至少要经过两次重熔。
用VAR法生产钛铸锭，世界各国生产厂家使用的工艺基本相似，差别在于使用不同的电极制备方式和设备．电极制备可分为三大类，一是采用按份加料连续压制的整体电极，排除了电极焊接工序：二是单块电极压制，拼焊成自耗电极。
并通过等离子氩弧焊或真空焊焊接成一体；三是利用其它熔炼法制备铸造电极。
现代先进的VAR炉的技术特点和优势：(1)全同轴功率输入，也就是说整个炉体高度上的完全同轴性，称同轴供电’，减少偏析现象的产生；(2)坩埚内电校可在X 轴向/Y轴向上微调；(3)具有精确的电极称重系统，熔炼速率得到自动控制，实现了恒速熔炼’。
保证了熔炼质量；(4)保证每次熔炼的重复性和一致性；(5)灵活性，即一台炉子能够生产多种锭型以及铸锭的大型化，可大幅度提高生产率；(6)具有良好的经济性。
“同轴供电”方式可以避免因坩埚供给电流不平衡所造成的磁偏漏．减弱或消除感应磁场对熔炼产品的不利影响．并且提高了电效率，从而获得质量稳定的铸锭。
“恒速熔炼”的目的是为了提高铸锭质量，通过先进的电控系统和重量传感器来确保熔炼过程中电弧的长度和熔化速率的恒定，从而控制了凝同过程。
钛合金熔炼的重要参数
1. 温度，熔炼钛合金时，温度是一个重要的参数。
不同的钛合金具有不同的熔点，通常在1700°C至1800°C之间。
确保熔炼温度达到合金的熔点，以确保合金能够完全熔化。
2. 气氛，熔炼钛合金时，气氛的选择对合金质量和性能至关重要。
由于钛的高反应性，需要在惰性气氛下进行熔炼，如氩气或氮气。
这样可以防止钛与空气中的氧、氮等元素发生反应，避免合金质量受到污染。
3. 熔炼时间，熔炼时间也是一个重要参数。
合适的熔炼时间可以确保合金中的元素均匀分布，避免出现不均匀的析出物或相分离现象。
4. 熔炼容器，选择合适的熔炼容器也是重要的参数。
钛合金对许多材料都有很高的腐蚀性，因此需要选择能够耐受高温和钛合金腐蚀的容器，如石墨或陶瓷容器。
5. 熔炼方法，钛合金熔炼常用的方法包括真空熔炼、氩气保护下的电弧熔炼和氩气保护下的电子束熔炼等。
选择合适的熔炼方法
可以提高熔炼效率和合金质量。
6. 合金成分，钛合金的成分也是熔炼过程中需要考虑的重要参数。
不同的合金成分会影响合金的性能和用途。
需要根据具体的应用要求和设计需求确定合金的成分。
总之，钛合金熔炼的重要参数包括温度、气氛、熔炼时间、熔炼容器、熔炼方法以及合金成分。
合理控制这些参数可以获得高质量的钛合金产品。
钛合金铸造新技术概括钛合金铸造新技术概括一、真空凝壳熔炼因为钛合金反应性极强，所以必须在真空和不受坩埚污染的条件下熔炼，真空凝壳熔炼工艺能满足这一要求。
真空凝壳熔炼的主要原理为：由真空熔炼浇注成锭并经锻造加工成形的自耗电极接正极，电极下面是铜质水冷坩埚接负极。
开熔前，在铜坩埚中加入同种钛合金碎料或碎屑作起弧料，通电后合金熔化，合金液与水冷铜坩埚接触凝固，在坩埚壁上形成一层凝亮。
合金继续熔化，凝壳不断加厚，达到一定厚度后，因热平衡关系不再增厚而形成熔池。
凝壳保护合金液不与铜坩埚反应，并保护铜坩埚不受电弧和熔融合金渗蚀。
自动控制机构使自耗电极匀速下降熔化，定量的冷却水流保持坩埚热平衡，使凝壳不被熔化。
这种结构的真空炉，合金液过热温度范围小，增大功率输入主要是促使熔化率提高，对合金液温度提高很少。
所以，一旦中断电流，因不会再输入热量，合金液必须迅速浇入铸型。
二、造型材料和制型方法因钛合金液反应性强，为了减轻和消除金属一铸型反应，必须开发特殊的造型材料。
1．捣实石墨型捣实石墨型的材料是石墨粉、淀粉，糊精、石油沥青和水。
将上述几种材料均匀搅拌，充分混碾成混合料。
铸型在可拆式箱框中以手工捣实，脱模后在室温硬化24~48小时，再在200％温度下干燥4～5小时，然后在900％还原性炉气中焙烧6～12小时，缓冷。
最后，将铸型装配后进行离心浇注。
捣实石墨型能基本满足钛合金铸件的要求。
浇注出的铸件，尺寸≤ 150ram的，偏差小于0．75rnm，表面光洁。
其缺点是l(1)耗能大、成本高，生产0.454千克(一磅)人造石墨需2.2KWh电，(2)石墨混合料流动性差，不能使用自动造型机，(3)石墨混合料湿强度低，制型制芯困难，而且容易变形，(4)硬化和干燥过程太长。
2．水玻璃锆砂(ZrO)铸型锆砂耐火度高(熔点2426~C)，与钛合金反应性弱；水玻璃价格低，配制的型砂干强度高。
制型工艺如下：(1)配砂。
型砂是每公斤干锆砂配入25毫升水玻璃和25毫升水，即94%锆砂、3.6%水玻璃和2.4%水(均为重量比)。
浅谈钛合金现代熔炼技术
随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高，钛在工业生产、航空航天、国防军工以及日常生活中的应用越来越多，从而对钛及钛合金材质和性能的要求越来越高，而钛合金原料的熔炼无疑是最重要最关键的一环，其熔炼的优劣直接影响到后续加工的成品的性能指标是否达到产品要求，从而推动了钛合金现代熔炼技术的发展，其中包括电子束、等离子冷床炉等新技术的发展，为提高钛合金铸锭的冶金质量和力学性能创造了良好的条件和基础。
1、钛合金熔炼方法
1.1 真空自耗电弧炉熔炼法(简称VAR法)
随着真空技术的发展和计算机的应用，VAR法很快成为钛的成熟的工业生产技术，今天的钛及其合金铸锭绝大部分是使用此方法生产的。
VAR法显著特点是功率消耗低、熔化速度高和良好的质量重现性，VAR法熔炼的铸锭具有良好的结晶组织和均匀的化学成分。
通常，成品铸锭应由VAR法熔炼制得．至少要经过两次重熔。
用VAR法生产钛铸锭，世界各国生产厂家使用的工艺基本相似，差别在于使用不同的电极制备方式和设备．电极制备可分为三大类，一是采用按份加料连续压制的整体电极，排除了电极焊接工序：二是单块电极压制，拼焊成自耗电极。
并通过等离子氩弧焊或真空焊焊接成一体；三是利用其它熔炼法制备铸造电极。
现代先进的VAR炉的技术特点和优势：(1)全同轴功率输入，也就是说整个炉体高度上的完全同轴性，称同轴供电’，减少偏析现象的产生；(2)坩埚内电校可在X 轴向/Y轴向上微调；(3)具有精确的电极称重系统，熔炼速率得到自动控制，实现了恒速熔炼’。
保证了熔炼质量；(4)保证每次熔炼的重复性和一致性；(5)灵活性，即一台炉子能够生产多种锭型以及铸锭的大型化，可大幅度提高生产率；(6)具有良好的经济性。
“同轴供电”方式可以避免因坩埚供给电流不平衡所造成的磁偏漏．减弱或消除感应磁场对熔炼产品的不利影响．并且提高了电效率，从而获得质量稳定的铸锭。
“恒速熔炼”的目的是为了提高铸锭质量，通过先进的电控系统和重量传感器来确保熔炼过程中电弧的长度和熔化速率的恒定，从而控制了凝同过程。
可以有效的防止偏析现象，保障了铸锭的内在质量。
现代钛熔炼用VAR炉除具有以上两大特点外，还实现了VAR炉的大型化，现代VAR炉可熔炼直径为1．5m,重32t的大型铸锭．vAR法是现代钛及钛合金标准的工业熔炼法．还有以下技术需要解决．第一，电极制备方法．制备电极工艺非常繁琐．需要用昂贵的压力机将海绵钛、中间合金和返回残料压制成整体电极或单块小电扳．单块电极还需要焊接成自耗电极．同时为了保证自耗电极成分的均匀性，还需要配置布料、称料、混料等相应的设施。
第二，偶尔存在的偏析等冶金缺陷．如成分偏析和凝固偏析。
前者是由于杂质元素或合金元素在电极中分布不均匀．熔炼时来不及平衡分布就凝固所产生；后者是由于原料或工艺过程偶尔带入了高密度夹杂物(HDI) 和低密度夹杂物(LDI），这些夹杂物质在熔炼过程中无法彻底溶解，从而导致产生危害极大的夹杂等冶金缺陷。
1.2 非自耗真空电弧炉熔炼法(简祢NC法)
目前，水冷铜电极已经取代了钛工业起步阶段的钨一钍台金电投或石墨电扳，解决了工业污染问题，从而使NC法成为熔炼钛及钛台金的重要方法，几吨级的NC炉已在欧美运转。
水冷铜电极分为两种类型：一种是自旋转的；另一种是旋转磁场的，其目的在于防止电弧对电极的烧损。
NC炉也可分为两种：一种是在水冷铜坩埚内熔炼原料，在水冷铜模中浇铸成铸锭；另一种是在水冷铜坩埚内连续投人原料，熔炼和凝固。
NC法熔炼的优点是：①可以省去压制电极和焊接电极工序；②可以使电弧在物料上停留较长时间，从而提高铸锭成分均匀化程度；③可以使用不同形状和尺寸的原料，在熔炼过程
中还可以加入100％残料，实现钛的再循环利用。
NC法作为一次熔炼，从提高残料回收率和降低成本来看是相当有利的。
通常，NC炉和VAR 炉联台使用，以充分发挥各自的优势。
1.3 冷炉床熔炼法(简称CHM法)
由原料的污染和熔炼工艺过程异常引起的钛及钛舍金铸锭的冶金夹杂缺陷，一直影响着钛及钛台金在航空航天领域的应用．为了消除钛合金飞机发动机旋转部件中的冶金夹杂，冷炉床熔炼技术应运而生。
CHM法最大的特点是将熔化，精炼和凝固过程的分离，即熔化的炉料进入玲炉床后先进行熔化，然后进入冷炉床的精炼区进行精炼，最后在结晶区凝固成锭。
CHM 技术显著的优势是在冷炉床床壁能形成凝壳，它的“粘滞区”能够捕捉如WC，Mo，Ta等高密度夹杂物(HDI)，同时，在精炼区，低密度夹杂(LDI)颗粒在高温液体中滞留时间延长，可以确保LDI的完全溶解，从而有效地清除夹杂缺陷。
也就是说．冷炉床熔炼的提纯机理可分为比重分离和熔解分离两种。
1.3.1电子束冷炉床熔炼法(简称EBCHM法)
电子束熔炼(简称EB)，是利用高速电子的能量，使材料本身产生热量来进行熔炼和精炼的工艺过程。
带有冷炉床的EB炉，就称为EBCHM。
EBCHM法具有传统熔炼法不具备的优异功能：
(1)有效地去除钽,钼,钨,碳化钨等高密度夹杂(HDI)和氮化钛。
氧化钛等低密度夹杂(LDI)；
(2)可以接受多种加料方式，钛残料回收较为容易，即可以使用其它熔炼法无法使用的废料，仍能制得纯净的钛锭，大幅度降低产品的成本；(3)可直接由金属液中取样分析化验；
(4)可生产异型锭坯，减少生产工序，降低原料消耗，提高成品率；EBCHM法还存在以下缺点：
(1)熔炼需要在高真空条件下进行，因此不能使用含氯化物较高的海绵钛直接熔炼；(2)合金元素易挥发，难以控制化学成分。
1.3.2 等离子冷妒床熔炼法(筒称PCHM法)
PCHM法利用惰性气体电离产生的等离子弧作为热源，可在从低真空到近大气压很宽的压力范围完成熔炼。
该方法显著特点是可保证不同蒸气压的合金组分，在熔炼过程中无明显的烧损，同样可消除HDI和LDI冶金缺陷。
该方法具有提供改进传统台金属性的能力，可实现多元化合金的熔炼，是一种较传统熔炼方法经济的熔炼法。
采用该方法熔炼，对于钛及钛合金来说，一次熔炼就可以得到理想的铸锭。
现代PCHM 法优势在于：①设备投资低，易操作，安全可靠；②可以使用不同种类和形态的原料，残料回收率高；③保证多元化合金的化学成分；④实现了价格昂贵的惰性气体回收再利用，降低了生产成本。
PCHM法缺点为电效率较低。
EBCHM和PCHM相同之处在于都能够消除HDI和LDI。
一般熔炼纯钛使用前者较为适宜；而对于合金来说，后者更合适。
同VAR法一样，以上两种方法电实现了大范围的工艺自动化控制，包括工艺参数(熔炼速度、熔炼与凝固过程中温度的分布、熔炼时成分的变化、不溶性夹杂的去除程度等)及质量。
1.4 冷埚熔炼法(简称CCM法)
8O年代美国硅铁公司，发展了无渣感应熔炼工艺，把CCM 法推向工业生产应用，用于生产钛锭和钛的精密铸件．近年来在一些经济发达国家，CCM法已经开始步人工业化生产规模，铸锭最大直径为l m，长度2m，其发展前景令人瞩目。
CCM 法熔炼过程是在一个彼此不导电的水冷弧形块或铜管组合的金属坩埚里进行，这种组合的最大优点在于，每两个块间的间隙都是一个增强磁场，磁场产生的强烈搅拌使化学成分和温度一致，从而提高了产品质量。
CCM 法兼有VAR 法和难熔材料坩埚感应熔炼的特点，不需耐火材料，不必制作电极即可
获得一次熔炼成分均匀而无坩埚污染的高质量铸锭。
CCM 法与VAR 法相比具有设备成本低，操作简便等优点，但从目前来看该技术仍处于发展阶段。
1.5 电渣熔炼法(简称ESR法）
ESR法是利用电流通过导电电渣时带电粒子的相互碰撞，而将电能转化为热能的。
即以熔渣电阻产生的热能将炉料熔化和精炼。
ESR法使用自耗电极在非活性渣(CaF2)中进行电渣熔炼，它可直接熔铸成同形状的锭坯，并且具有良好的表面质量，适宜于下道工序直接加工。
该法的优点在于：(1)ESR炉完全同轴性保证了最佳质量铸锭的可重复性；(2)铸锭轴向结晶，组织致密、均匀；(3)具有极高精度的电极称重系统和熔炼速率控制系统；(4)设备简单，操作方便。
缺点在于不能排路熔渣对铸锭的污染。
2 不同熔炼方法的分析
熔铸钛锭质量对其后续的冷，热加工材的组织和性能起着决定性的影响。
钛及钛合金铸锭质量优劣主要从以下几个方面衡量：①铸锭的不同部位化学成分是否均匀一致；②主要杂质(Fe、O等)是否控制在适当的范围；③铸锭内部有无夹杂、偏析、气孔、裂纹，缩孔和疏橙等缺陷；④铸锭表面是否光滑，无玲隔，头部缩孔切除量大小。
当今的航空航天技术对钛及钛合金铸锭提出了更为严格的质量要求。
除严格控制生产工艺过程质量外，还应采用多次熔炼，其中至少有一次熔炼过程是在真空中进行的，以获得优质铸锭。
这就要求必须综合利用每一种熔炼方法的特性，实现钛及钛合金的物理冶金过程，从而获得性能优异的，连续重现的高质量钛及钛合金铸锭。
3 展望
从经济的观点出发，VAR法作为主要的生产方法将继续为航空领域和非航空领域提供高质量钛材，仍将是钛及钛合金熔炼的理想方法。
但还需解决电极制备和铸锭清洁问题，NC 法主要适用于返回炉料的回收熔炼，EBCHM和PCHM法以其特有的优势可为航空航天等领域提供质量要求更高的钛及钛合金铸锭。
在不久的将来必将会成为钛标准熔炼工艺的一个重要组成部分，CCM法和ESR法仍需进一步改进和完善也有可能进入工业化规模生产。
