Requisitos y desafíos especiales para la fundición y fundición de aleaciones de titanio

El titanio y las aleaciones de titanio muestran ventajas únicas en el campo de la fundición: pueden fabricar directamente piezas de formas complejas, evitando así una gran cantidad de procesos de procesamiento mecánico. Esta característica hace que el titanio y la aleación de titanio tengan un buen rendimiento en términos de utilización del material, la tasa de utilización de las piezas fundidas generales puede alcanzar el 45% y la tasa de utilización de las piezas fundidas de precisión alcanza entre el 75% y el 90%. Sin duda, esta es una gran ventaja para el titanio y las aleaciones de titanio, relativamente costosos, que pueden reducir significativamente los costos de producción y mejorar la eficiencia económica.

Sin embargo, el proceso de fundición de aleaciones de titanio no es sencillo. Debido a que las aleaciones de titanio tienen una actividad química extremadamente alta en estado fundido, pueden reaccionar con casi todos los refractarios y gases, lo que aumenta en gran medida la dificultad de la fundición. Por lo tanto, el desarrollo del proceso de fundición de aleaciones de titanio se enfrenta a más desafíos que el acero, el aluminio, el magnesio y otros metales. Para garantizar que las aleaciones de titanio no reaccionen con refractarios y gases durante el proceso de fundición, los procesos de fusión y vertido deben realizarse en condiciones estrictas. En concreto, la fundición y el vertido de aleaciones de titanio deben realizarse bajo la protección de un gas inerte o en un entorno de vacío. Esto puede aislar eficazmente el contacto entre la aleación de titanio y el oxígeno, el nitrógeno y otros gases en el aire y los materiales refractarios, para evitar reacciones químicas innecesarias. Para lograr este requisito, el equipo de fundición comúnmente utilizado incluye un horno de condensador de arco eléctrico consumible al vacío. Estos dispositivos pueden proporcionar el entorno de vacío necesario o protección con gas inerte para garantizar la seguridad y la calidad de las aleaciones de titanio durante la fusión y el vertido. Además, durante el proceso de fundición también se debe utilizar un crisol de cobre con refrigeración forzada. El crisol de cobre tiene buena conductividad térmica y resistencia a la corrosión, y puede resistir eficazmente las altas temperaturas y la reacción química de la aleación de titanio fundida. Por el contrario, el crisol hecho de materiales refractarios ordinarios no puede resistir la actividad química de la aleación de titanio fundida, por lo que no se puede utilizar para la fundición de aleaciones de titanio.