中頻熔煉爐-鈦合金熔煉技術是困難的

在地殼中，鈦是結構金屬元素，僅次于鋁、鐵和鎂，位居第四。鈦材具有記憶、超導、高比強度、高耐腐蝕、生性好、高低溫性能等特點，因此被稱為第三金屬(與鐵、鋁相比)、海洋金屬(耐海水性能好)、航空金屬(理想的航空航天材料)和未來金屬(朝陽產(chǎn)業(yè))。鈦業(yè)是現(xiàn)代科技進步水平的重要標志之一。現(xiàn)在，只有美國、日本、俄羅斯才能大規(guī)模生產(chǎn)鈦，而中國是第四個具有完整產(chǎn)業(yè)體系的國家。鈦金在航天、航空、化工、石油、化工、電力、冶金、醫(yī)藥、海洋工程、地熱工程、制冷、體育、運動、旅游業(yè)等領域，隨著這些行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級，國家的經(jīng)濟實力逐漸增強，鈦材日益成為“工程技術和高新技術領域的關鍵材料和支撐材料”。

鈦合金是一種具有高度化學活性的金屬，在熔融狀態(tài)下，它幾乎要與所有的耐火材料發(fā)生化學反應，產(chǎn)生化合物，需要用較特殊的熔化方法。鈦鐵必須在水冷或Na-K冷卻的銅坩堝和真空、氬氣等惰性環(huán)境下進行冶煉，因此，要掌握中頻熔煉爐鈦合金熔煉技術是困難的。

鈦材及鈦合金的中頻熔煉爐熔煉可分為真空自耗(VAR)熔煉和真空非自耗熔煉。真空自耗熔煉主要包括真空自耗極電弧熔煉、電渣熔煉、真空凝殼爐熔煉。本發(fā)明所研究的非真空自耗熔煉技術主要有真空無自耗電弧熔煉、電子束熔煉、等離子束熔煉、等離子束熔煉等。

高頻熔煉爐VAR熔煉速度快，可生產(chǎn)大錠，但易產(chǎn)生高密度和低密度夾雜，造成成分偏析，而且電極制作、破碎料增加成本。冷床爐殼服了VAR的某些缺點，但其生產(chǎn)質量較好，但仍存在缺陷。電熱法(EBM)在真空熔煉過程中，極易引起元素的揮發(fā)，使鑄錠成分波動難以控制，并對爐子造成污染。等離子體需要等離子氣體將增加成本。凝殼式自耗式電極爐幾乎具有所有爐子的優(yōu)點，但并不適用于自動控制。近年來，隨著鈦合金需求量的增加、質量要求的提高，以及對自動化、環(huán)保、低成本等方面的要求，建立一種新型的中頻電爐熔煉爐熔法將會成為主流。在熔煉過程中，如何得到均勻、準確、雜質少的鈦合金熔煉是當務之急。