Technologie de fusion du titane et des alliages de titane
Le titane et les alliages de titane sont devenus des « super matériaux » indispensables dans les domaines de l'aérospatiale, de la médecine, de la chimie et d'autres domaines grâce à leurs propriétés uniques : légèreté, haute résistance et résistance à la corrosion. Et toutes ces brillantes réalisations sont indissociables d'une technologie cruciale : la technologie de fusion du titane et des alliages de titane. La technologie de fusion du titane et des alliages de titane est une étape clé dans la détermination de la composition et de la structure de l'alliage, et est d'une grande importance pour améliorer les performances des alliages de titane.
1. Fusion à l'arc consommable sous vide (VAR)
Il s'agit d'une technologie de fusion réalisée sous vide, qui fait fondre le métal grâce à l'énergie de l'arc. La technologie VAR est principalement utilisée pour fondre les métaux actifs et les métaux réfractaires, tels que le titane, le zirconium, le molybdène, etc., et convient également à l'acier résistant à la chaleur, à l'acier inoxydable, etc. Les fours VAR peuvent produire des lingots métalliques de grande taille et de gros tonnage, et le métal n'est pas contaminé pendant le processus de fusion, avec une structure uniforme, sans retrait et dense. Comme les inclusions flottent pendant le processus de fusion, certaines inclusions peuvent être concentrées à l'extrémité du lingot. La technologie VAR a été utilisée pour refondre des alliages à haute température au début des années 1950, montrant une excellente supériorité et devenant l'un des moyens importants de refusion d'alliages à haute température et d'aciers spéciaux.
2. Fusion à foyer froid par faisceau d'électrons (EBM)
La technologie EBM utilise le flux de faisceau d'électrons sous vide poussé comme source de chaleur pour la fusion des métaux. Cette technologie peut fournir des métaux de haute pureté et est particulièrement adaptée à la fusion de métaux réfractaires et de métaux de haute pureté. Au cours du processus EBM, la fusion et la solidification du métal sont effectuées dans un creuset en cuivre refroidi à l'eau, ce qui peut empêcher efficacement le métal en fusion d'être contaminé par des matériaux réfractaires, obtenant ainsi un lingot uniforme, sans retrait et dense. La technologie EBM présente des avantages uniques dans l'élimination des inclusions à haute et basse densité, elle est donc largement utilisée dans la fusion du titane et des alliages de titane.
3. Fusion à foyer froid par faisceau de plasma (PAM)
La technologie PAM utilise l'arc plasma comme source de chaleur pour fondre, affiner et refondre les métaux. Par rapport à l'EBM, le PAM utilise une atmosphère inerte proche de la pression atmosphérique, ce qui peut empêcher la volatilisation d'éléments hautement volatils et convient à la fusion d'alliages de titane hautement alliés et complexes. La technologie PAM présente les caractéristiques d'une énergie concentrée et d'une colonne d'arc mince, ce qui peut assurer une meilleure agitation pendant le processus de fusion et aider à homogénéiser la composition de l'alliage. La technologie PAM peut éliminer efficacement diverses inclusions dans la fusion des alliages de titane et améliorer la pureté de l'alliage.
4. Fusion par induction dans un creuset refroidi à l'eau (CCIM)
Cette technologie utilise le chauffage par induction pour faire fondre dans un creuset en cuivre refroidi par eau. Le CCIM peut fondre et traiter des matériaux dans un environnement sans pollution du matériau du creuset, car la masse fondue et la paroi du creuset sont dans un état sans contact et la température de la paroi du creuset est à l'état froid, évitant l'interaction entre la masse fondue et la paroi du creuset. Cette technologie est adaptée à la fusion de métaux actifs et peut fournir des matériaux très purs.
5. Refusion sous laitier électroconducteur (ESR)
L'ESR est un procédé de raffinage qui utilise la chaleur de résistance au laitier pour la refusion secondaire. Cette technologie permet de produire des lingots d'acier d'une grande pureté, d'une structure dense et d'une composition uniforme. Au cours du procédé ESR, les gouttelettes de métal traversent le bassin de scories pour atteindre le bassin de métal en fusion. Grâce à l'effet de refroidissement du cristallisoir refroidi à l'eau, le métal liquide se solidifie rapidement pour former un lingot. La variété des produits de refusion sous laitier électrique est large et la gamme d'applications est large, adaptée à une variété d'aciers de construction alliés, d'alliages haute température, etc.
6. Fusion sélective par laser (SLM)
La technologie SLM est une technologie de fabrication additive adaptée à la fabrication directe de titane et d'alliages de titane. La technologie SLM utilise un laser comme source d'énergie pour scanner le lit de poudre métallique couche par couche selon le modèle CAO 3D, de sorte que la poudre métallique soit fondue, solidifiée et liée métallurgiquement pour finalement former les pièces métalliques conçues. La technologie SLM permet de produire des pièces métalliques aux formes complexes, et les pièces ont une structure presque entièrement dense et de bonnes propriétés mécaniques.
Chaque technologie de fusion présente des avantages et des scénarios d'application uniques. Le choix de la bonne technologie de fusion est essentiel pour améliorer les performances des alliages de titane. La technologie de fusion du titane et des alliages de titane est la cristallisation de la science, de la technologie et de l'innovation, et un pont entre les rêves et la réalité. Avec son charme unique et ses possibilités infinies, elle nous mène vers un avenir meilleur.
