Comparación de tecnologías de fusión de lingotes de titanio: ventajas y desventajas de VAR, EBCHR, PAM e IM

La fusión de lingotes de titanio es un eslabón clave en la producción de titanio y materiales de aleación de titanio, y el método de fusión afecta la uniformidad de la composición, las propiedades organizativas y la calidad del material final de los lingotes. La siguiente es una comparación de varios métodos de fusión comunes y sus ventajas y desventajas:

1. refundición por arco al vacío (VAR)

• Principio : Utiliza un arco eléctrico en un ambiente de vacío para fundir el titanio y sus aleaciones, solidificando el lingote en un crisol de cobre enfriado por agua.
• Ventajas :
  • El ambiente de vacío elimina las impurezas del gas como oxígeno, nitrógeno e hidrógeno.
  • Produce composición uniforme y granos refinados.
  • Tecnología madura, adecuada para la producción en masa.
• Desventajas :
  • Altos requisitos de pureza y densidad del electrodo de fusión.
  • Flexibilidad limitada en el ajuste de la composición, que debe estar premezclada en las materias primas.

2. Fusión en hogar frío por haz de electrones (EBCHR)

• Principio : Utiliza un haz de electrones de alta energía para calentar materiales de titanio y fundirlos en lingotes en un hogar de cobre enfriado por agua.
• Ventajas :
  • Elimina inclusiones de alta y baja densidad.
  • Alta pureza, reduce aún más las impurezas del gas.
  • Es posible el procesamiento directo de esponjas de titanio o material de desecho.
• Desventajas :
  • Alta inversión en equipos y costos operativos.
  • Proceso de fusión más lento con capacidad de producción relativamente baja.

3. Fusión por arco de plasma (PAM)

• Principio : Utiliza un arco de plasma como fuente de calor para fundir metales, produciendo lingotes de titanio de alta pureza.
• Ventajas :
  • Entrada de calor enfocada para una alta eficiencia de fusión.
  • Elimina inclusiones e impurezas de gases.
  • Puede procesar directamente materiales de titanio con niveles de impureza más altos.
• Desventajas :
  • Alto coste y complejidad técnica.
  • Requiere operación especializada y alto mantenimiento del equipo.

4. Fusión por inducción (IM)

• Principio : Utiliza campos electromagnéticos generados por bobinas de inducción para fundir materiales de titanio.
• Ventajas :
  • Control preciso de la temperatura y buena uniformidad de composición.
  • Adecuado para producción a pequeña escala y de alta especificación.
• Desventajas :
  • La capacidad de fusión está limitada por los equipos de inducción, lo que dificulta la producción de lingotes grandes.
  • Capacidad limitada de eliminación de impurezas y altos requisitos de materia prima.

Comparación resumida:

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