Плавка титана и циркония
Подавляющую часть титана и циркония, получаемых в виде губки или порошка, превращают в компактные заготовки методом дуговой вакуумной плавки. В настоящее время методом плавки получают заготовки титана массой от 3 до 10 т и заготовки циркония массой до 2 т.
Расходуемые электроды большей частью прессуют вне печи на гидравлических прессах из измельченной титановой или циркониевой губки (с размерами кусков 5-30 мм) под давлением 0,2-0,4 МПа. Цилиндрические брикеты соединяют в электрод нужной длины контактной торцевой сваркой в процессе спекания, для чего через них пропускают электрический ток в камере дуговой печи. Брикеты сваривают и вне печи арго - но-дуговым способом.
ДлЯ повышения жаропрочности, улучшения механических и коррозионных свойств в титан вводят легирующие добавки ряда металлов (Mn, Al, Cr, V, Мо, Fe, Ni). С этой же целью легируют и цирконий (в частности, вводят 1,4-1,6 % Sn, а также малые добавки Fe, Cr, Ni и др.). Целесообразно смешивать легирующую добавку с губкой, поступающей на прессование расходуемого электрода. Менее удовлетворителен способ, состоящий в изготовлении таблеток из легирующих компонентов, которые равномерно подаются в зону плавки.
При дуговой плавке в расплавленном состоянии находится короткое время небольшое количество металла, поэтому трудно обеспечить однородность распределения легирующих добавок. Вследствие этого большей частью проводят повторную плавку, используя полученный слиток в качестве расходуемого электрода. Плавку ведут на постоянном токе с соблюдением полярности: электрод-катод, расплав-анод. Преимущества постоянного тока - стабильность дуги. Кроме того, в этом случае под влиянием электронной бомбардировки на аноде выделяется 2/3 расходуемой энергии дуги, что благоприятствует увеличению объема жидкого металла в кристаллизаторе и создает более однородный слиток. Плавка титана в элекроннолучевых печах не получила развития из-за значительного испарения металла в высоком вакууме.
Цирконий плавят в электроннолучевых печах. В процессе плавки происходит в некоторой степени очистка циркония от кислорода, так как давление пара монооксида циркония при высоких температурах на два порядка выше давления пара циркония. После электронно-лучевой плавки циркония, выплавленного в дуговой печи, твердость циркония НВ снижается с 1300 до 950 МПа.
