真空自耗電弧熔煉(Vacuum Arc Remelting,VAR)作為當(dāng)今鈦及鈦合金鑄錠生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝,在高端制造業(yè)中具有不可替代的地位。該技術(shù)在真空或惰性氣體保護(hù)環(huán)境下,通過電弧加熱使自耗電極末端局部熔化,熔滴進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)形成熔池,隨后順序凝固形成鑄錠,為航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域提供高品質(zhì)材料基礎(chǔ)。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,為確保鈦合金鑄錠化學(xué)成分均勻性和組織完整性,通常需要經(jīng)過多次熔煉,這一過程一般為2-3次。首次熔煉將壓制電極轉(zhuǎn)化為一次鑄錠,隨后以此鑄錠作為自耗電極進(jìn)行二次甚至三次熔煉,通過這種反復(fù)熔煉的過程有效促進(jìn)元素均勻分布和冶金缺陷的消除。
近年來,隨著技術(shù)進(jìn)步,VAR技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。新興的真空自耗電弧熔煉和連鑄設(shè)備整合了真空室、進(jìn)料室和出料室,形成完整的生產(chǎn)體系。真空室為熔煉裝置提供必要的真空作業(yè)環(huán)境,其內(nèi)部合理布置的熔煉裝置和連鑄裝置,實(shí)現(xiàn)了鈦合金真空自耗電弧熔煉及連鑄工藝的自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)。這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅縮短了生產(chǎn)周期,提高了生產(chǎn)效率,更重要的是通過自動(dòng)化生產(chǎn)保障了鑄錠冶金質(zhì)量的穩(wěn)定性。
鈦合金在高端應(yīng)用領(lǐng)域的需求日益增長(zhǎng),對(duì)材料質(zhì)量的要求不斷提升,這持續(xù)推動(dòng)著VAR偏析控制技術(shù)的發(fā)展。特別是在航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)部件、醫(yī)療植入物等關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景中,對(duì)鈦合金材料的疲勞性能和可靠性提出了極高要求,允許的偏析缺陷尺寸和數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)不斷嚴(yán)格,成為技術(shù)創(chuàng)新的核心驅(qū)動(dòng)力。
值得一提的是,在釩鈦基材料研究領(lǐng)域,相關(guān)技術(shù)也取得了顯著進(jìn)展。通過改進(jìn)真空感應(yīng)懸浮熔煉技術(shù),研究人員不僅克服了合金燒損嚴(yán)重、坩堝腐蝕等傳統(tǒng)難題,還實(shí)現(xiàn)了合金提純功能,有效抑制了宏觀成分偏析。這種方法將高熔點(diǎn)原材料置于水冷銅坩堝中,低熔點(diǎn)材料通過加料器加入,待高熔點(diǎn)材料完全熔化后再進(jìn)行混合熔煉,通過反復(fù)熔煉確保成分均勻性。
隨著對(duì)VAR工藝過程認(rèn)識(shí)的持續(xù)深入和控制技術(shù)的不斷進(jìn)步,鈦合金鑄錠的冶金質(zhì)量正在穩(wěn)步提升。多尺度模擬、智能化控制、新型VAR技術(shù)和在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的協(xié)同發(fā)展,正推動(dòng)著鈦合金VAR熔煉技術(shù)向更高水平邁進(jìn)。這些技術(shù)的融合創(chuàng)新,將更好地滿足航空航天、生物醫(yī)療等高端領(lǐng)域?qū)︹伜辖鸩牧先找嬖鲩L(zhǎng)的質(zhì)量需求,為制造業(yè)升級(jí)提供強(qiáng)有力的材料支撐。通過持續(xù)的技術(shù)優(yōu)化和創(chuàng)新,真空自耗熔煉技術(shù)必將在未來高端制造業(yè)發(fā)展中發(fā)揮更加重要的作用,為我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)步注入新的活力。









陜公網(wǎng)安備 61030502000103號(hào)