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海綿鈦中殘留氯化鎂對鈦及鈦合金熔鑄的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-05-14
研究海綿鈦中殘留氯化鎂對鈦及鈦合金熔鑄的影響，對生產(chǎn)實踐中提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的意義。
?? ??海綿鈦是輕而質(zhì)地堅硬且呈蜂窩狀的疏松產(chǎn)品，不能直接應(yīng)用于鈦制產(chǎn)品生產(chǎn)，必須經(jīng)過高溫熔煉成致密的鈦錠才能應(yīng)用于鈦材加工。用海綿鈦在真空自耗電弧爐熔煉鈦及鈦合金，需要將海綿鈦顆粒及合金料壓制成塊，組焊成自耗電極使用。鑄錠熔煉是在密閉的真空室中進行的，熔煉過程中不可能對熔體進行化學成分調(diào)整，故海綿鈦對鑄錠質(zhì)量的控制起著非常重要的作用。鎂熱還原法生產(chǎn)的海綿鈦中，不可避免地會殘留有氯化鎂，這些氯化鎂會對電極、鑄錠及熔煉設(shè)備產(chǎn)生不良影響。因此，研究海綿鈦中殘留氯化鎂對鈦及鈦合金熔鑄的影響，對生產(chǎn)實踐中提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的意義。
殘留氯化鎂吸濕引起電極表面出現(xiàn)析出物。鎂熱法生產(chǎn)的海綿鈦殘留物主要為氯化鎂，在空氣中易潮解生成水合物。該水合物呈白色，含水多少與接觸的空氣潮濕程度、接觸時間成正比。熔煉加熱過程中，含水氯化鎂分解出的水汽和氧化鎂，會增加鑄錠的含氧量。已有研究表明，因氧偏析，鈦材容易出現(xiàn)發(fā)亮的富α層。在軋制過程中，富α層界面兩側(cè)的變形不協(xié)調(diào)，導致局部應(yīng)力提高，材料脆化，從而引起開裂。
殘留氯化鎂對鑄錠表面的影響也很大。鑄錠表面的沉積物由細小的氧化物、氯化物等夾雜逐層沉積構(gòu)成。覆蓋在氧化物表面的無水氯化鎂，在空氣中冷卻吸濕、溶解，匯集大量水分。當沉積的氯化鎂較多時，放置一段時間，還會出現(xiàn)氯化鎂水溶液。鑄錠的殘余熱量會使氯化鎂溶解形成的溶液蒸發(fā)部分水分，但不能完全脫除水分，因而沉積物粘滯、附著在鑄錠表面，不易清除。將表面有這種“黑殼”或“黑斑”的一次鑄錠直接入爐，進行二次熔煉，勢必會帶入大量水分和氧化物夾雜，既增大了真空熔煉控制難度，又使鑄錠易產(chǎn)生氣孔、夾雜等質(zhì)量缺陷。
殘留氯化鎂對真空熔煉過程的危害主要有4點：增大發(fā)氣量，降低熔煉真空度；增加氣體雜質(zhì)含量和氣孔數(shù)量；殘留高熔點顆粒，增大裂紋傾向；以及腐蝕真空系統(tǒng)，降低設(shè)備壽命。
鎂熱還原法生產(chǎn)的海綿鈦，不可避免會殘留有氯化鎂。要減少氯化鎂對鈦及鈦合金熔鑄的影響，除了選擇氯化鎂含量低的海綿鈦外，可以從以下幾方面著手：
（1）避免海綿鈦長時間暴露在空氣中。要求從海綿鈦拆封到進真空爐這段時間需嚴格按工藝規(guī)程控制操作。尤其是在陰雨季節(jié)，應(yīng)盡量縮短打開海綿鈦包裝桶到壓制成電極的時間，稱混料運送海綿鈦顆粒過程加防護罩。
（2）杜絕海綿鈦與水接觸。存放海綿鈦的場所，嚴禁用水沖洗。與海綿鈦接觸的設(shè)備、器具，如果用水沖洗過，重新使用前須吹干。被水浸過的海綿鈦嚴禁直接使用。
（3）余料防水儲存。批次壓制電極常剩余海綿鈦料，須按批號存放在有蓋容器內(nèi)，最好能密封，且存放時間不宜過長。重新使用前，必須加熱烘烤處理。?若遇陰雨天氣，應(yīng)適當提高加熱溫度。配高牌號鑄錠應(yīng)不用或盡量少用余料。
（4）熔煉穩(wěn)定操作，減少電流沖擊。在熔煉過程中，電弧不穩(wěn)定、電流沖擊大，鑄錠表面出現(xiàn)魚鱗狀波紋、長刺現(xiàn)象就嚴重，就越容易沉積揮發(fā)物。
（5）及時清除沉積物。電極、鑄錠表面和真空系統(tǒng)內(nèi)的沉積物有害無利，必須按清除程序和制度及時清除。
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