海綿鈦中殘留氯化鎂對鈦及鈦合金熔鑄的影響
海綿鈦是輕而質地堅硬且呈蜂窩狀的疏松產品不能直接應用于鈦制產品生產必須經過高溫熔煉成致密的鈦錠才能應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整故海綿鈦對鑄錠質量的控制起著非常重要的作用鎂熱還原法生產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備產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實踐中提高產品質量具有重要的意義
殘留氯化鎂吸濕引起電極表面出現析出物鎂熱法生產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發亮的富α層在軋制過程中富α層界面兩側的變形不協調導致局部應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生氣孔夾雜等質量缺陷
殘留氯化鎂對真空熔煉過程的危害主要有4點增大發氣量降低熔煉真空度增加氣體雜質含量和氣孔數量殘留高熔點顆粒增大裂紋傾向以及腐蝕真空系統降低設備壽命
鎂熱還原法生產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程控制操作尤其是在陰雨季節應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 若遇陰雨天氣應適當提高加熱溫度配高牌號鑄錠應不用或盡量少用余料
(4)熔煉穩定操作減少電流沖擊在熔煉過程中電弧不穩定電流沖擊大鑄錠表面出現魚鱗狀波紋長刺現象就嚴重就越容易沉積揮發物
(5)及時清除沉積物電極鑄錠表面和真空系統內的沉積物有害無利必須按清除程序和制度及時清除