A Refusão por Arco a Vácuo (VAR) é atualmente o principal processo de fabricaçãotitânio e liga de titânio  lingotes. Ele elimina a contaminação por fusão de titânio por meio de um ambiente de alto-vácuo e um design de cadinho de cobre-resfriado a água, permitindo a produção de lingotes-de alta qualidade com pureza e uniformidade excepcionais.

 

1. Princípio Fundamental

A refusão VAR é conduzida em um ambiente de alto-vácuo, onde um arco de-alta temperatura superior a 3.000 graus se forma entre o eletrodo consumível de metal (cátodo) e o cadinho de cobre{3}}resfriado a água (ânodo), derretendo continuamente o eletrodo. Gotículas fundidas caem no fundo do cadinho para formar uma poça fundida, que sofre solidificação direcional de baixo para cima em um lingote por meio de resfriamento por circulação forçada de água. O eletrodo é abaixado automaticamente à medida que derrete para manter um comprimento de arco constante, garantindo o crescimento contínuo do lingote.

 

 

1. Alta Pureza: o ambiente de alto-vácuo remove impurezas voláteis e gases intersticiais, como hidrogênio (H), nitrogênio (N) e oxigênio (O), reduzindo significativamente seu conteúdo no lingote.

 

2. Contaminação-derretimento livre: todo o processo utiliza um cadinho de cobre-resfriado a água, sem contato com materiais refratários, eliminando completamente a contaminação por inclusão refratária no titânio fundido.

 

3. Composição Uniforme: A agitação eletromagnética do arco e a convecção da poça fundida promovem a distribuição uniforme dos elementos de liga e reduzem a macrossegregação e a microsegregação.

 

4. Estrutura Densa: a solidificação e alimentação direcional eliminam defeitos como cavidades de contração central e porosidade, resultando em um lingote com densidade próxima à-teórica.

 

5. Alta flexibilidade: Pode produzir lingotes de diversas especificações, variando de alguns quilogramas a 32 toneladas em um único calor, cobrindo titânio comercialmente puro e a grande maioria dos tipos de ligas de titânio.

 

6. Processo maduro: após décadas de desenvolvimento, um processo completo e um sistema de controle de qualidade foram estabelecidos, garantindo excelente consistência de produto-a{1}}lote.

 

Atualmente, mais de 90% dos lingotes forjados de titânio e ligas de titânio em todo o mundo são produzidos através do processo VAR, e quase todos os componentes críticos da liga de titânio aeroespacial são fabricados a partir de lingotes produzidos por refusão VAR tripla.

 

 

1. Preparação de matéria-prima e fabricação de eletrodo

Pese a esponja de titânio e as ligas principais com precisão de acordo com a composição alvo.

Use mistura/carregamento em dois-estágios para evitar a segregação de partículas.

Pressione em briquetes de eletrodo; solda de plasma a vácuo em eletrodo consumível monolítico.

 

2. Carregamento do forno e preparação pré{1}}de fusão

Inspecione o cadinho de cobre-resfriado a água; instale o eletrodo e ajuste a coaxialidade.

Coloque a esponja de titânio no iniciador do lingote como iniciador do arco.

Evacue para vácuo menor ou igual a 1 Pa (convencional) ou menor ou igual a 0,1 Pa (classe-aeroespacial).

Realizar detecção de vazamento de hélio; garantir a taxa de vazamento do forno menor ou igual a 0,8 Pa/min.

 

3. Processo de fusão

Ignição de arco: Aplique tensão sem{2}}carga de 60–70 V; ataque o arco com corrente nominal de 1/4–1/3 para estabelecer uma poça fundida estável.

Derretimento Estável: Corrente de rampa para kA–dezenas de kA; tensão correspondente 28–38 V, corrente-de estabilização do arco 8–15 A; mantém a taxa de fusão constante e o ajuste-do comprimento do arco em tempo real.

Alimentação: Comece com 10–15% de eletrodo restante; reduzir gradualmente a corrente/taxa; execute a cobertura a quente para eliminar o encolhimento central e a porosidade.

 

4. Resfriamento e descarga

Corte a energia após a alimentação. Manter o lingote sob resfriamento com água a vácuo por mais ou igual a 30 min. Ventile e descarregue somente quando a temperatura da superfície<200 °C.

 

5. Pós-tratamento de lingotes

Remova as seções inferior (20–50 mm) e superior (150–180 mm) defeituosas.

Torno-gira o corpo do lingote com 10–30 mm de profundidade para eliminar defeitos superficiais.

Realizar análise completa de composição, exame de microestrutura e END. Transfira para o próximo processo somente após passar por todas as inspeções.

 

 

• Fabricação de eletrodos: Controlar impurezas intersticiais em esponjas/ligas mestras de titânio; use mistura em dois-estágios para composição uniforme; garantir a densidade/resistência do briquete do eletrodo; manter a proporção do diâmetro do eletrodo-para{2}}o diâmetro do cadinho entre 0,78 e 0,92; use soldagem a plasma a vácuo para soldas-sem inclusão.

 

• Vácuo e hermeticidade: Pré-vácuo de fusão menor ou igual a 1 Pa (convencional), menor ou igual a 0,1 Pa (aeroespacial), 1×10⁻²–1×10⁻³ Pa (pureza ultra-alta-); manter o vácuo estável durante a fusão; taxa de vazamento do forno Menor ou igual a 0,8 Pa/min.
• Corrente e Tensão: Corrente baseada nas especificações do lingote/tipo de liga; tensão 28–38 V; combine parâmetros para estabilizar o formato do arco e da piscina.
• Taxa de fusão: Taxa constante controlada eletronicamente 10–35 kg/min; proporção-para-diâmetro do eletrodo 0,015–0,035 kg/(min·mm); a taxa rápida aumenta a segregação axial; taxa lenta causa herança de segregação/baixa eficiência.
• Lacuna do eletrodo: Comprimento do arco 20–50 mm; auto-controlado por realimentação de tensão; grande lacuna causa sopro de arco; uma pequena lacuna causa curto-circuito.
• Estabilização e agitação do arco: Campo magnético alternado transversal para agitação bidirecional da piscina; arco-corrente de estabilização 8–15 A; proporção do ciclo de comutação-para{4}}diâmetro do cadinho 0,08–0,14 s/mm; suprime o sopro do arco, melhora a convecção e reduz a macrossegregação.
• Processo de alimentação: Comece com 10–15% de eletrodo restante; reduza gradualmente a corrente para evitar a solidificação rápida; duração Maior ou igual a 30 min; otimizar dinamicamente com base nas condições do pool.
• Refusão Múltipla: Mínimo 2 passes; 3 passes para aeroespacial-de alto padrão; pelo menos um passe utiliza lingote invertido como eletrodo para reduzir a segregação axial; A 1ª passagem remove voláteis; 2ª/3ª passadas melhoram a uniformidade da composição.

 

O Grupo Ruihang produz principalmente produtos de titânio com toda a cadeia da indústria, incluindo fundição, forjamento, endireitamento, laminação, tratamento de superfície e processo de teste. Para qualquer necessidade de compra, não hesite em contactar-nos pelo email:Sam.Rui@bjrh-titanium.com