Cerințe speciale și provocări pentru topirea și turnarea aliajelor de titan

Titanul și aliajele de titan prezintă avantaje unice în domeniul turnării, ele pot produce direct forme complexe de piese, evitând astfel un număr mare de procese de prelucrare mecanică. Această caracteristică face ca titanul și aliajul de titan să funcționeze bine în ceea ce privește utilizarea materialului, rata de utilizare a piesei turnate generale poate ajunge la 45%, iar rata de utilizare a piesei turnate de precizie este de până la 75% până la 90%. Acesta este, fără îndoială, un avantaj imens pentru titanul și aliajele de titan relativ scumpe, care pot reduce semnificativ costurile de producție și pot îmbunătăți eficiența economică.

Cu toate acestea, procesul de turnare a aliajelor de titan nu este ușor. Deoarece aliajele de titan au activitate chimică extrem de ridicată în stare topită, ele pot reacționa cu aproape toate materialele refractare și gazele, ceea ce crește foarte mult dificultatea turnării. Prin urmare, dezvoltarea procesului de turnare a aliajului de titan se confruntă cu mai multe provocări decât oțelul, aluminiul, magneziul și alte metale sunt mult mai severe. Pentru a se asigura că aliajele de titan nu reacţionează cu refractarele şi gazele în timpul procesului de turnare, procesele de topire şi turnare trebuie efectuate în condiţii stricte. Mai exact, topirea si turnarea aliajelor de titan trebuie facuta sub protectia unui gaz inert sau in mediu vid. Acest lucru poate izola eficient contactul dintre aliajul de titan și oxigenul, azotul și alte gaze din aer și materialele refractare, astfel încât să se evite reacțiile chimice inutile. Pentru a îndeplini această cerință, echipamentele de turnare utilizate în mod obișnuit includ cuptorul condensator cu arc electric consumabil în vid. Aceste dispozitive pot asigura mediul de vid necesar sau protecția împotriva gazului inert pentru a asigura siguranța și calitatea aliajelor de titan în timpul topirii și turnării. În plus, în timpul procesului de turnare ar trebui să fie folosit și un creuzet de cupru cu răcire forțată. Crezetul de cupru are o bună conductivitate termică și rezistență la coroziune și poate rezista eficient la temperaturi ridicate și reacții chimice a topiturii aliajului de titan. În schimb, creuzetul din materiale refractare obișnuite nu poate rezista activității chimice a topiturii aliajului de titan, deci nu poate fi utilizat pentru turnarea aliajului de titan.