טכנולוגיית התכה של טיטניום וסגסוגת טיטניום

טיטניום וסגסוגות טיטניום הפכו ל"חומרי על" הכרחיים בתחומי תעופה וחלל, רפואיים, כימיים ועוד עם תכונותיהם הייחודיות - קל משקל, חוזק גבוה ועמידות בפני קורוזיה. וכל ההישגים המבריקים הללו אינם ניתנים להפרדה מטכנולוגיה מכרעת - טכנולוגיית ההתכה של טיטניום וסגסוגת טיטניום. טכנולוגיית ההיתוך של טיטניום וסגסוגות טיטניום היא שלב מרכזי בקביעת הרכב ומבנה הסגסוגת, והיא בעלת משמעות רבה לשיפור הביצועים של סגסוגות טיטניום.

1. התכת קשת מתכלה בוואקום (VAR)
זוהי טכנולוגיית התכה המתבצעת בוואקום, הממיסה את המתכת באמצעות אנרגיית הקשת. טכנולוגיית VAR משמשת בעיקר להמסת מתכות פעילות ומתכות עקשנות, כגון טיטניום, זירקוניום, מוליבדן וכדומה, ומתאימה גם לפלדה עמידה בחום, נירוסטה וכו'. תנורי VAR יכולים לייצר בגודל גדול ובטון גדול. מטילי מתכת, והמתכת אינה מזוהמת בתהליך ההיתוך, בעלת מבנה אחיד, ללא התכווצות וצפופה. מכיוון שתכלילים צפים למעלה במהלך תהליך ההיתוך, חלק מהתכלילים עשויים להיות מרוכזים בקצה המטיל. טכנולוגיית VAR שימשה להמסה מחדש של סגסוגות בטמפרטורה גבוהה בתחילת שנות ה-50, הפגינה עליונות מצוינת והפכה לאחד האמצעים החשובים להמסה מחדש של סגסוגות בטמפרטורה גבוהה ופלדות מיוחדות.

2. התכה באח קר של קרן אלקטרונים (EBM)
טכנולוגיית EBM משתמשת בזרימת אלומת אלקטרונים תחת ואקום גבוה כמקור חום להתכת מתכות. טכנולוגיה זו יכולה לספק מתכות בטוהר גבוה ומתאימה במיוחד להמסת מתכות עקשן ומתכות בטוהר גבוה. במהלך תהליך ה-EBM, ההיתוך וההתמצקות של המתכת מתבצעים בכור נחושת מקורר במים, שיכול למנוע ביעילות את זיהום המתכת המותכת על ידי חומרים עקשנים, ובכך לקבל מטיל אחיד, נטול התכווצות וצפוף. לטכנולוגיית EBM יתרונות ייחודיים בביטול תכלילים בצפיפות גבוהה ונמוכה, ולכן נעשה בה שימוש נרחב בהתכה של טיטניום וסגסוגות טיטניום.

3. המסת אח קר של קרן פלזמה (PAM)
טכנולוגיית PAM משתמשת בקשת פלזמה כמקור חום להמסה, עידון והמסה מחדש של מתכות. בהשוואה ל-EBM, PAM משתמשת באטמוספירה אינרטית קרובה ללחץ אטמוספרי, שיכולה למנוע את הנידוף של יסודות נדיפים מאוד ומתאימה להמסת סגסוגות טיטניום סגסוגות גבוהות ומורכבות. לטכנולוגיית PAM יש את המאפיינים של אנרגיה מרוכזת ועמודת קשת דקיקה, שיכולה לספק ערבוב טוב יותר במהלך תהליך ההיתוך ולעזור להומוגנית את הרכב הסגסוגת. טכנולוגיית PAM יכולה למעשה לבטל תכלילים שונים בהתכת סגסוגת טיטניום ולשפר את טוהר הסגסוגת.

4. התכה של כור היתוך מקורר במים (CCIM)
טכנולוגיה זו משתמשת בחימום אינדוקציה כדי להמיס בכור נחושת מקורר במים. CCIM יכול להמיס ולעבד חומרים בסביבה ללא זיהום חומר ההיתוך, מכיוון שההמסה וקיר ההיתוך נמצאים במצב ללא מגע, וטמפרטורת דופן ההיתוך היא במצב קר, תוך מניעת האינטראקציה בין ההיתוך לקיר ההיתוך. . טכנולוגיה זו מתאימה להתכה של מתכות פעילות ויכולה לספק חומרים טהורים מאוד.

5. התכה מחדש של אלקטרוסג (ESR)
ESR הוא תהליך זיקוק המשתמש בחום עמידות לסיגים להמסה מחדש משנית. טכנולוגיה זו יכולה לייצר מטילי פלדה בעלי טוהר גבוה, מבנה צפוף והרכב אחיד. במהלך תהליך ESR, טיפות המתכת עוברות דרך בריכת הסיגים אל בריכת המתכת המותכת. בשל אפקט הקירור של הגביש המקורר במים, המתכת הנוזלית מתמצקת במהירות ליצירת מטיל. מגוון מוצרי ההיתוך מחדש של electroslag הוא רחב וטווח היישום רחב, מתאים למגוון פלדות מבניות מסגסוגת, סגסוגות בטמפרטורה גבוהה וכו'.

6. התכת לייזר סלקטיבית (SLM)
טכנולוגיית SLM היא טכנולוגיית ייצור תוסף המתאימה לייצור ישיר של טיטניום וסגסוגות טיטניום. SLM משתמשת בלייזר כמקור אנרגיה כדי לסרוק את מיטת אבקת המתכת שכבה אחר שכבה לפי מודל ה-3D CAD, כך שאבקת המתכת נמסה, מתמצקת ונקשרה מתכתית ליצירת חלקי המתכת המעוצבים. טכנולוגיית SLM יכולה לייצר חלקי מתכת בעלי צורות מורכבות, ולחלקים יש מבנה צפוף כמעט לחלוטין ותכונות מכניות טובות.

לכל טכנולוגיית התכה יש את היתרונות הייחודיים שלה ואת תרחישי היישום שלה. בחירת טכנולוגיית ההיתוך הנכונה היא חיונית לשיפור הביצועים של סגסוגות טיטניום. טכנולוגיית התכת טיטניום וסגסוגת טיטניום היא התגבשות של מדע וטכנולוגיה וחדשנות, וגשר בין חלומות למציאות. עם הקסם הייחודי והאפשרויות האינסופיות שלו, הוא מוביל אותנו לעתיד טוב יותר.