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真空熔煉的溫度要超過基體金屬熔點150~300℃,所以純鈦的熔煉溫度一般在1800~2000℃,而鈦合金熔煉溫度需要略高一些。鈦真空熔煉的方法有多種，具體介紹如下：
（1)真空自耗電弧熔煉法（簡稱VAR).它是在真空自耗電弧爐（見圖1-1)中熔煉的，是將壓制的鈦材作為電極，鈦電極邊熔化邊自身消耗熔鑄成錠的一種爐型。它的特點是可以制取結構上符合要求的錠，具有良好的結構組織和均勻的化學成分；而且功率消耗低，熔化速度快，具有良好的質量重現性，經濟上競爭力很強。它的缺點是必須預制電極，工藝長，因而給生產帶來麻煩。
（2)真空非自耗電弧熔煉法（簡稱NC).它是在真空非自耗電弧爐（見圖1-2)中熔煉的。爐內有電極（早期用鎢、鎢釷合金或石墨做成），利用電弧的熱量使坩堝內的金屬熔化，隨之熔煉。目前，水冷銅電極（見圖1-3)已經取代了原有的電極，解決了產品被污染的問題。
水冷銅電極有兩種，一種是自旋轉的；另一種是旋轉磁場的。其目的是防止電弧對電極的燒損。真空非自耗電弧爐也有兩種，一種是在水冷銅坩堝內熔煉，隨后在水冷銅模中澆鑄成錠；另一種是在水冷銅坩堝內連續加料熔煉，隨后凝固成錠。

真空非自耗電弧熔煉法可直接使用各種散料，也可熔煉更多的殘鈦料，避免了需要制備電極的麻煩。該法是鈦，特別是殘鈦回收熔煉的一種工藝，幾噸級的真空非自耗電弧爐已在歐美運轉，成為某些廠家采用的方法。
（3)電渣熔煉法（簡稱ESR).該法用于鈦熔煉時，又稱真空－充氬電渣熔煉，因為熔煉鈦時必須采用真空－充氬氣氛。該法是利用電流通過熔渣時將電能轉化為熱能，即以熔渣電阻產生

的熱能將金屬熔化和精煉。電渣爐爐體結構如圖1-4所示。熔煉鈦時，常用的電渣為非極性材料（CaF),因它可直接使用交流電，所以設備投資費用低，所鑄的錠表面質量好，產品塑性低，并且可獲得矩形、方形等各種形狀的錠，無需扒皮可直接開坯。該法缺點是脫氫效果差，提純能力低，所以尚未實現工業化生產。
（4)真空感應熔煉法（簡稱冷堝熔煉，CCM).它是一種無渣水冷銅坩堝感應熔煉工藝，它將整體銅坩堝換成4塊弧形瓣銅塊組合成的銅坩堝，塊間用陶瓷絕緣，然后將銅坩堝與感應線圈一起浸入水套中，以此裝置感應熔煉鈦。它改變了感應電源集膚效應和坩堝內的磁場強度。它是靠電磁感應產生熱能將鈦熔煉的過程。因為水冷銅坩堝屬于冷堝，所以可避免鈦與銅作用而造成產

品污染。這種4塊弧形瓣銅塊組合的坩堝優點在于每兩個銅塊間的間隙都是一個增強磁場，磁場產生的強烈攪拌使化學成分和溫度一致，從而提高產品質量。
該法不需要制作電極即可一次獲得成分均勻而無坩堝污染的高質量鑄錠，具有設備成本低、操作簡便等優點。所以有些國家已經達到工業試生產規模，已生產出φ1mx2m的圓形鈦錠。但該法生產技術尚不成熟，需要進一步完善。
（5)電子束熔煉法（簡稱EB).它是利用高速電子流的動能轉變為熱能作熱源進行熔煉鑄錠的工藝。它在熔煉時獲得很高的熱能，精煉效果最好，但金屬揮發損失也最大。特別是由于金屬鈦熔點較低，在電子束熔煉的過熱溫度下損失大，所以該法極少用于鈦的熔煉。但它最適宜用于制取高純鉭、鈮、鎢、鉬及鉿等難熔金

屬鑄錠。
（6)等離子熔煉法。它有兩種工藝，一種為等離子弧熔煉（簡稱PA),另一種為等離子束熔煉。它們都是利用高能等離子體作為熱源熔煉金屬的。它的精煉效果比自耗電弧熔煉好，而揮發損失又比電子束熔煉小，所以是要進一步研發的工藝。目前僅有少量應用。
現在鈦的熔煉雖未使用電子束熔煉和等離子熔煉工藝，但是這兩種工藝產生熱源的手段被移植到新工藝－冷爐床中，即冷爐床中使用了電子槍或等離子槍。
（7)冷爐床熔煉法（簡稱CHM).冷爐床熔煉是以電子束或等離子體作為熱源，熔化的金屬隨后在冷爐床上依次熔化、精煉和凝固的工藝。該設備主要由電子槍或等離子槍、冷爐床和結晶器3部分組成。所以它有3個工作區，即熔化區、精煉區和結晶區。
冷爐床熔煉包括電子束冷爐床熔煉（簡稱EBCHM)和等離子冷爐床熔煉（簡稱PACHM)兩種工藝。
冷爐床熔煉法最大的優點就是將熔化、精煉和凝固分離。即爐料先進入熔化區熔化，然后在冷爐床（精煉區）精煉，最后在結晶區結晶。因此，熔化的鈦熔體在爐床上可停留較長時間，可保證合金元素充分熔化均勻、避免偏析。由于熔體稍長時間在真空下可有效地去除易揮發雜質，因此使H、C1、Ca、Mg、K等達到很低的水平。在爐床中，低密度雜質（LDI),如TiN可以溶解或上浮；而高密度雜質（HDI),如WC則可以下沉，黏結至底部凝殼上。所以它在鑄錠時減少低密度夾雜以及減少偏析的能力遠遠超過了3次真空自耗熔煉獲得的鈦錠，用該法生產的鈦錠成為當前航空發動機鈦合金轉動部件首選的原材料。通過控制功率，還可使結晶器出口的熔體過熱度很小，熔池淺，有利于獲得均質細晶鈦錠。該法還可以回收殘鈦料，從而降低成本。
從經濟的觀點出發，真空自耗電弧熔煉法已成為主要的生產方法。冷爐床熔煉法是以特有的優勢為航空航天等領域提供質量更高的鈦合金鑄錠，并占據市場一定份額的新方法。其他工藝尚需要進一步的改進和完善。不同熔煉方法的特征和比較見表1-1.

真空電弧熔煉已有一百多年的歷史，1839年開始熔煉鉬和鉭，1903年首次用自耗電弧爐熔煉鉭。隨著鈦冶金的發展，1949年以后，大型真空泵的出現使大型工業真空自耗電弧爐迅速發展。
它目前不僅用來熔煉鈦、鋯、鎢、鉬、鉭、鈮和高溫合金，而且是優質鋼二次重熔的重要方法。
真空自耗電弧熔煉技術一直是制備鈦錠的主要方法，并可能在今后較長一段時間仍占據熔煉工藝的主導地位。因此，本書為了突出重點，以該工藝為重點加以介紹，并在第2章用大篇幅介紹冷爐床熔煉技術。

億沐鑫新材料產品分類：鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽極、鈦箔鈦帶、鈦法蘭、鈦絲、鈦靶材、鈦設備、鈦餅鈦環、鈦標準件、鈦加工件