Литьё титана

Титановое литьё

Титан был открыт в 18 веке в Англии и считается сравнительно новым металлом. Это - очень легкий металл и не обладает магнитными свойствами. На планете Земля титана всего - около 0,6%. Однако, он присутствует в космосе. Упавшие на Землю метеориты содержат в составе высокий процент титана. Самые значительные залежи Ильменита и Рутила находятся в России, Южной Африке, Бразилии, Индии и в других странах. Титан имеет две аллотропии. Строение кристаллической решетки металла зависит от изменения температуры.

Титан для литья

Сплавы делятся на пять больших групп:

1. Для фасонного литья;
2. Высокопрочные;
3. Жаропрочные;
4. Свариваемые конструкционные;
5. Со специальными свойствами.

Для легирования используют: Cr, Mn, Mo, V.

Процесс литья титана

Из титана и его сплавов промышленность освоила производство всех видов полуфабрикатов (прокат, штамповка, фасонное литье). Производство фасонного литья затруднено из-за сильного химического взаимодействия со всеми окружающими материалами: формовочными, огнеупорными, а также с водородом и азотом, входящими в состав воздуха. Поэтому процесс литья металла проводят в инертных газах, под давлением.

Первая вакуумная электродуговая печь была построена в 1958 году под руководством С. Г. Глазунова, с помощью которой удалось отлить болванки из титана весом 10-15 кг с высокими механическими свойствами. В 20 веке

Фасонное литье титана происходило в поворотных печах. Процесс плавки занимал до девяти часов при напряжении 28-52 В и силе постоянного тока 14-30 кА. Плавку металла провели в смеси аргона и гелия. Таким образом, была доказана возможность получения отливок из титана в промышленности.

Позже были сконструированы плавильно-литейные установки. В одном вакуумированном объеме происходит несколько процессов:

• плавление металла;
• литье;
• остывание отливки.

В печи расплавленный титан контактирует с гарнисажем, который представляет из себя пластину твердого титана толщиной от пяти до пятидесяти мм. Тигель имеет водяное охлаждение. В вакуумной гарнисажной печи расплав металла не взаимодействует с атмосферными газами и материалом тигля, что исключает появление в отливке чужеродных включений.

Для производства титана не могут быть использованы формы из огнеупорных материалов. Для этой цели применяют графитовые формы. Их изготавливают из уплотненных на встряхивающих машинах или прессах смесей графита со смолой (пеком). Изготовленные формы выдерживают на воздухе от восьми часов до трех суток, сушат при температуре 120 градусов и обжигают при температуре 700-980 градусов в течение суток. При этой температуре смола коксуется и все летучие вещества почти полностью улетучиваются.

Оболочковые графитовые формы изготавливают из графита с фенолформальдегидными смолами. Суспензия состоит из высокодисперсного графитового порошка, связанного фенолформальдегидной смолой. Зернистый графит используется в качестве обсыпочного материала.

При помощи современных методов литья можно получить отливки сложной конфигурации массой от 30 г до 2500 кг однородные и прочные. По жидкотекучести титан напоминает углеродистую сталь, но получить из него тонкостенные отливки сложно из-за его быстрого остывания и затвердевания. Но современные заводы получают отливки толщиной стенки от 3 мм в неразъемных формах, изготовленных по выплавляемым моделям.

Преимущества титанового литья

Преимущество литых деталей: низкий процент отходов. Большинство производители предпочитают литые детали фрезерованным. При механической обработке титана могут возникать затруднения из-за его повышенной твердости и вязкости. Потребуются инструменты с повышенной твердостью и необходимо применение смазки.

Побочной продукцией титанового литья является ферротитан. Обработка расплавленного чугуна порошковым титаном позволяет повысить качество фасонного литья из чугуна и снизить его себестоимость. При этом максимально используются все отходы и стружка.

Отличительной особенностью применения фасонного литья является использование коррозионностойких сплавов титана Tl-0,2%Pd и Ti-0,3%Mo.

Современные технологии литья

1. По выплавляемым моделям ЛВМ;
2. Литье сплавов титана в стержневые и корковые формы;
3. Прессование из порошков;
4. Центробежное литье;
5. Термообработка под вакуумным нагревом.

Применение титанового литья

Титан долго не применялся в промышленности, пока в 1940 году голландец М. Клапрот не предложил магниетермический метод восстановления титана из тетрахлорида. По своим свойствам титан превосходит обычную и даже нержавеющую сталь. Поэтому он широко используется в химическом машиностроении, судостроении, металлургии, автомобилестроении, гидрометаллургической, военной, нефтегазовой промышленности.

Благодаря небольшому весу титан применяется в авиационной промышленности, в космической отрасли.

В медицине титан используется в виде инструментов, протезов и имплантов, пирсинга, благодаря высокой биологической совместимости. При небольшом весе он очень прочный, долговечный, не вызывает аллергических реакций.

В химической промышленности титан используется в виде разнообразных соединений для производства бумаги, пластика, в устройствах очистки воздуха, для создания дымовых завес.

Небольшой вес и хорошие упругие свойства позволяют использовать изделия из титана в технических видах спорта.

Из-за технологической сложности в художественных целях используется ограниченно, хотя это очень красивый материал. Монументальный памятник первому космонавту Ю. А. Гагарину отлит из титана и установлен в Москве в 1980 году. Масса памятника 12 т. Это - первый случай в мировой практике.

Заказать литьё титана в Москве можно в компании «Велунд Сталь». Для заказа оставьте заявку на сайте, почте moscow@gkws.ru или по телефону +7 (499) 455-72-95.