Разработка технологического процесса. Схема процесса

Выбор технологической схемы производства слитков зависит от его назначения и требований к производству качественных полуфабрикатов. Для основной массы слитков главное требование чистота металла от внутренних включений, а так же однородность химического состава.

Технологическая схема производства слитков легированных титановых сплавов состоит из следующих основных операций:

- подготовка шихты,

- порционное прессование расходуемых электродов,

- первый переплав,

- механическая обработка слитков первого переплава,

- второй переплав,

- окончательная механическая обработка слитков.

Технология производства титановых слитков показана на рис.2.1.

Рисунок.2.1- Технологическая схема производства Тi слитков.

 

Подготовка шихты.

Шихтовыми материалами для выплавки титанового сплава ВТ6 являются: титановая губка, легирующие элементы в виде чистых металлов (Al и Fe), лигатуры (АКТ, ВНАЛ), отходы титанового сплава ВТ6 (куски, обрезь, стружка). При поступлении в цех титановая губка проходит входной контроль на специально оборудованном участке. После просмотра на установке визуального контроля с ленточного транспортера губка ссыпается в свое тарное место, которое герметично закрывается. Контейнер пломбируют и выписывают бирку.

Введение легирующих компонентов в чистом виде или в виде лигатур обусловлено температурой их плавления и возможностью расплавления в условиях плавки. В чистом виде можно применять следующие легирующие компоненты титановых сплавов: алюминий, хром, марганец, медь, железо, кремний. Сплав ВТ6 легируют алюминием и железом в чистом виде.

В прессовый отдел плавильного цеха алюминий поступает в виде катанки диаметром не более 20 мм и виде полоски шириной не более 50 мм.

Катанка по всей длине должна иметь чистую, ровную, гладкую поверхность без трещин, закатов, заусенец, плен, раковин и посторонних включений. В шихту используется алюминий с чистой белой поверхностью, допускается с пятнами матового желтого оттенка.

Поступившую катанку рубят на специальной установке на кусочки длиной не более 30 мм. Алюминиевая полоска рубится на краты длиной не более 50 мм. В измельченном виде после 10%-ого визуального контроля алюминий хранится в шихтовом отделении в закрытых металлических ящиках. Алюминий в легировании титановых сплавов имеет особое значение по ряду причин:

1) это единственный широко применяемый металл, стабилизирующий α-фазу;

2) он эффективно упрочняет сплав при сохранении удовлетворительной пластичности;

3) с увеличением содержания алюминия повышается жаропрочность и сопротивление ползучести сплавов титана;

4) алюминий широко распространен в природе, доступен, сравнительно дешев;

5) плотность алюминия значительно меньше плотности титана, и поэтому введение алюминия снижает плотность сплавов и повышает их удельную прочность.

Исключительная роль алюминия в легировании титана и его присутствие почти во всех серийных промышленных титановых сплавах сделали целесообразным изготовление промежуточных сплавов (лигатур) на основе алюминия.

Железо поставляется в виде стальной стружки и стальной высечки. Высечка имеет цилиндрическую форму, диаметром не более 30 мм и массу не боле 75 г.

На высечке не должно быть следов ржавчины. Дробеструйной обработкой удаляют ржавчину с поверхности высечки, затем проводят 100%-ый визуальный контроль. Стальная стружка подвергается мойке горячей водой и обезжиривающим раствором с последующей сушкой. Качество стружки должно соответствовать образцу сравнения. Для производства лигатур на основе алюминия используют метод внепечной алюминотермии. Так сплав ВТ6 легируют следующими лигатурами: алюминий- ванадиевая (ВНАЛ), алюминий-кислород-титан (АКТ).

Химический состав лигатур АКТ и ВНАЛ приведен в тадл. 2.4, 2.5 соответственно.

Таблица 2.4