Proses peleburan dan pengecoran titanium dan paduan titanium
Proses peleburan dan pengecoran titanium dan paduan titanium merupakan bagian yang sangat penting dalam industri modern. Titanium memiliki sifat yang sangat baik seperti kepadatan rendah, kekuatan tinggi, ketahanan korosi yang baik dan biokompatibilitas, sehingga banyak digunakan di bidang luar angkasa, pembuatan kapal, industri kimia, peralatan medis dan bidang lainnya.
Proses peleburan dan pengecoran titanium terutama mencakup tahap persiapan bahan mentah, peleburan, penuangan, dan pasca-pemrosesan. Pertama, tahap penyiapan bahan baku memerlukan pemurnian bijih titanium untuk mendapatkan logam titanium murni. Kemudian logam titanium dimasukkan ke dalam tungku peleburan, biasanya tungku busur listrik atau tungku elektroslag. Setelah peleburan selesai, logam titanium cair dituangkan ke dalam cetakan pengecoran untuk membentuk produk yang diinginkan. Terakhir, melalui proses pasca-pemrosesan seperti perlakuan panas dan pemrosesan mekanis, produk titanium memenuhi persyaratan kinerja yang disyaratkan.
Titanium adalah logam yang sangat aktif. Dalam keadaan cair, ia bereaksi sangat cepat dengan oksigen, nitrogen, hidrogen, dan karbon. Oleh karena itu, peleburan paduan titanium harus dilakukan di bawah perlindungan vakum tinggi atau gas inert (ar atau ne). Cawan lebur yang digunakan untuk peleburan semuanya menggunakan cawan lebur tembaga berpendingin air. Ada tiga metode utama proses peleburan tertentu: (1) Peleburan tungku busur listrik elektroda yang tidak dapat dikonsumsi. Peleburan paduan dilakukan di bawah perlindungan vakum atau gas inert. Proses ini terutama menyiapkan elektroda dengan melebur elektroda habis pakai. (2) Peleburan tungku busur elektroda konsumsi vakum menggunakan elektroda konsumsi yang terbuat dari titanium atau paduan titanium sebagai katoda, dan wadah tembaga berpendingin air sebagai anoda. Elektroda cair memasuki wadah dalam bentuk tetesan, membentuk kolam cair. Permukaan kolam cair dipanaskan oleh busur dan selalu dalam keadaan cair. Daerah sekitar tempat bagian bawah dan wadah bersentuhan dipaksa menjadi dingin, sehingga terjadi kristalisasi dari bawah ke atas. Logam cair di kolam cair membeku menjadi batangan titanium. (3) Skema perangkat peleburan yang dilindungi cangkang elektroda konsumsi vakum. Tungku jenis ini dikembangkan berdasarkan tungku busur listrik elektroda yang dapat dikonsumsi vakum. Ini adalah jenis tungku untuk pengecoran bagian berbentuk khusus yang menggabungkan peleburan dan penuangan sentrifugal. Fitur terbesarnya adalah terdapat cangkang padat tipis dari paduan titanium antara wadah tembaga berpendingin air dan lelehan logam, yang disebut cangkang kondensasi. Lapisan cangkang kondensasi dari bahan yang sama berfungsi sebagai lapisan wadah untuk membentuk kolam cair untuk menyimpan cairan titanium. , untuk menghindari kontaminasi cairan paduan titanium oleh wadah. Setelah dituang, lapisan cangkang kondensasi yang tertinggal dapat terus digunakan sebagai lapisan wadah.
Ada beberapa tantangan dan peluang dalam proses peleburan dan pengecoran titanium dan paduan titanium. Pertama-tama, titanium memiliki titik leleh yang tinggi, dan proses peleburan memerlukan kondisi suhu tinggi serta persyaratan peralatan dan energi yang tinggi. Kedua, logam titanium mudah bereaksi dengan oksigen, nitrogen, dan elemen lain dalam keadaan cair, sehingga meningkatkan kandungan pengotor dan mempengaruhi kualitas produk. Oleh karena itu, tindakan perlindungan yang tepat seperti perlindungan gas inert perlu diambil. Selain itu, proses peleburan dan pengecoran titanium dan paduan titanium juga perlu mempertimbangkan kompleksitas bentuk, keakuratan dimensi, dan persyaratan kualitas permukaan produk.
Namun seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, proses peleburan dan pengecoran titanium dan paduan titanium juga terus berkembang. Pengenalan peralatan dan teknologi peleburan baru telah meningkatkan efisiensi peleburan dan kualitas produk. Pada saat yang sama, desain paduan dan teknologi modifikasi paduan titanium semakin mengoptimalkan kinerja produk titanium. Selain itu, proses peleburan dan pengecoran titanium dan paduan titanium juga sangat berkelanjutan dan ramah lingkungan, serta sejalan dengan tren perkembangan industri modern.
Singkatnya, proses peleburan dan pengecoran titanium dan paduan titanium memainkan peran penting dan memiliki prospek penerapan yang luas dalam industri modern. Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi serta perbaikan proses yang berkelanjutan, diyakini bahwa proses peleburan dan pengecoran titanium dan paduan titanium akan memainkan peran yang lebih penting dalam pengembangan di masa depan.
