No final da década de 1940, a tecnologia de fusão por arco de eletrodo de autoconsumo a vácuo (VAR) basicamente amadureceu. Em termos de processo de fusão, para elementos de grupos complexos de ligas de titânio de grau aeroespacial e de grau de rotor, o processo VAR três vezes é geralmente adotado para melhorar a uniformidade da composição do lingote, para reduzir os defeitos como inclusão e segregação e para melhorar a consistência da qualidade do lote.
Para ligas de titânio Ti-6246, Ti-17 e Ti-1023 contendo mais elementos estabilizadores (Mo, Cr, Fe, etc.), é necessário reduzir a densidade de corrente durante a última Fusão VAR para inibir a geração de segregação dendrítica do elemento estabilizador severo, controlando a velocidade de fusão e solidificação.
Atualmente, o desenvolvimento de alguns aplicáveis à fusão VAR, novos meios de monitoramento, como a empresa ATI dos Estados Unidos usada para evitar arco lateral e tecnologia de detecção de posição do arco, o operador pode observar o movimento do arco e o contorno do material derretido do tridimensional imagem. Além disso, alguns softwares de simulação de fusão recentemente desenvolvidos, capazes de simulação numérica do processo de fusão real.
Além do método de fusão VAR, a fusão a frio (CHM) foi desenvolvida para a preparação de lingotes de liga de titânio, que é categorizada em dois tipos de acordo com a fonte de calor, ou seja, fusão a frio por feixe de elétrons (EBCHM) e fusão a frio por plasma. fusão da lareira (PACHM). A prática mostra que a fusão em leito frio é significativamente melhor do que a fusão VAR na eliminação de inclusões de alta densidade, inclusões de baixa densidade e na melhoria da homogeneidade da composição, realizando assim a fabricação pura com "defeito zero" de materiais de liga de titânio e tornando-se uma tecnologia de fusão indispensável para a produção de ligas de titânio de alto desempenho, multicomponentes e de alta pureza.
Atualmente, os Estados Unidos realizaram a produção industrializada de fusão a frio de lingotes de liga de titânio de alta qualidade e o método de fusão a frio nos padrões de materiais, como o padrão GE "forjamento de alta qualidade de Ti-17 titânio peças de liga" estipula que: as ligas de titânio utilizadas em peças rotativas dão prioridade ao uso de materiais de grau C, ou seja, soleira fria + fusão autoconsumo a vácuo (HM + VAR); Materiais de grau C; Nota C + VAR; Materiais de grau C são usados preferencialmente para ligas de titânio. VAR); O grau C pode substituir o grau B (derretimento por autoconsumo a vácuo três vezes); outros padrões "Alta qualidade e qualidade padrão + peças forjadas de liga de titânio Ti-6Al-4V", "Lâminas de liga de titânio Ti-6Al-4V de alta qualidade", " Peças de titânio de alta qualidade + Ti{17}} forjadas", etc. O material "HM+VAR" da mais alta qualidade também está incluído.
A tecnologia de fusão por feixe de elétrons a frio está derretendo ligas de titânio dentro de uma câmara fechada de forno a vácuo, e os avanços tecnológicos feitos nos últimos anos incluem: melhorar o layout da fornalha, obter tarugos de lingotes de diferentes formatos (lingotes quadrados planos, lingotes ocos de paredes espessas ) e melhorando a eficiência da produção; e adotando a tecnologia de simulação digital de fusão, que pode simular com precisão a morfologia tridimensional da poça fundida, as condições interfaciais líquido-sólido, as condições de interface das paredes laterais e a previsão da temperatura do lingote durante o estágio de solidificação transitória. A US Aerospace Materials Standards Organization desenvolveu uma única produção a frio de padrões de materiais de ligas de titânio, ou seja, AMS6945 (levando em consideração a volatilização de elementos de Al de alta pressão de vapor em condições de alto vácuo durante a fusão EBCHM, a necessidade de aumentar adequadamente o teor de Al ), de modo que uma única fusão EBCHM de folha de Ti-6Al-4V em vez de fusão VAR ou produtos de folha "HM + VAR".
Outro uso importante da fusão a frio por feixe de elétrons é a reciclagem de resíduos de titânio, e a TIMET lançou um negócio de reciclagem chamado "Toll Melting", que permite a reciclagem em circuito fechado de resíduos de sucata de titânio fornecidos pelo cliente em lingotes ou tarugos intermediários usando fusão EBCHM. , garantindo que as matérias-primas dos clientes sejam devolvidas às suas cadeias de fornecimento de produtos, reduzindo ainda mais os custos. Em 2015, a VSMPO instalou um forno de fusão a arco de casca (SAR: fusão a arco de caveira), realizando a reciclagem de resíduos de titânio de alto valor agregado (lascas e pedaços de titânio) e obtendo grandes benefícios econômicos. De acordo com as estatísticas, a China na última década foi equipada com quase 10 conjuntos de fornos de fusão de soleira fria por feixe de elétrons, respectivamente, no Grupo Baoti, Grupo Baosteel, Luoyang Shuangrui Wanji, Indústria de Titânio Yunnan, Indústria de Titânio Qinghai Jouneng, Panzhihua Cloud Titanium Indústria, Shaanxi Tiancheng Aerospace Materials e outras empresas.
Forno de fusão de cama fria de plasma da China existem apenas três, respectivamente, para o Instituto de Pesquisa de Materiais de Aviação de Pequim para Desenvolvimento Aeroespacial da China, o Instituto de Metais da Academia Chinesa de Ciências e o aço especial da Baosteel. A fusão em leito frio de plasma requer gás inerte Ar ou He como meio de fonte de calor. Ele é o melhor meio de plasma, o uso de gás He para obter alta eficiência térmica, mas devido à falta de recursos de gás He na China, o alto preço do gás He leva a altos custos de fusão, a produção industrial é limitada. A eficiência térmica obtida com o uso do gás Ar é baixa e o superaquecimento do fundido é pequeno, o que afeta a taxa de fusão, levando ao lento desenvolvimento da tecnologia de fusão em leito frio de plasma na China. Atualmente, os padrões nacionais de barras de liga de titânio e peças forjadas para classe aeroespacial e de rotor (incluindo padrões militares nacionais e padrões de aviação) ainda não incluíram o método de fusão em leito frio. Devemos fazer pleno uso dos recursos abrangentes e vantajosos dos institutos nacionais de design de motores aeronáuticos, institutos de pesquisa de engenharia e aplicação, produtores de titânio, produtores de peças forjadas e principais fábricas de motores, etc., e formar um grupo de trabalho conjunto para promover a aplicação de tecnologia de fusão em leito frio na fabricação de materiais de liga de titânio de alta qualidade para uso aeroespacial. Aplicativo.
