Comparação da tecnologia de fusão de lingotes de titânio: prós e contras de VAR, EBCHR, PAM e IM

A fusão de lingotes de titânio é um elo fundamental na produção de materiais de titânio e ligas de titânio, e o método de fusão afeta a uniformidade da composição, as propriedades organizacionais e a qualidade do material final dos lingotes. A seguir está uma comparação de vários métodos de fusão comuns e suas vantagens e desvantagens:

1. Refusão por arco a vácuo (VAR)

• Princípio : Utiliza um arco elétrico em ambiente de vácuo para fundir titânio e suas ligas, solidificando o lingote em um cadinho de cobre resfriado a água.
• Vantagens :
  • O ambiente de vácuo remove impurezas de gases, como oxigênio, nitrogênio e hidrogênio.
  • Produz composição uniforme e grãos refinados.
  • Tecnologia madura, adequada para produção em massa.
• Desvantagens :
  • Altos requisitos de pureza e densidade do eletrodo de fusão.
  • Flexibilidade limitada no ajuste da composição, que deve ser pré-misturada nas matérias-primas.

2. Fusão de lareira fria por feixe de elétrons (EBCHR)

• Princípio : Usa um feixe de elétrons de alta energia para aquecer materiais de titânio, derretendo-os em lingotes em uma fornalha de cobre resfriada a água.
• Vantagens :
  • Remove inclusões de alta e baixa densidade.
  • Alta pureza, reduz ainda mais as impurezas do gás.
  • É possível o processamento direto de esponja de titânio ou sucata.
• Desvantagens :
  • Alto investimento em equipamentos e custos operacionais.
  • Processo de fusão mais lento com capacidade de produção relativamente baixa.

3. Fusão de arco de plasma (PAM)

• Princípio : Usa um arco de plasma como fonte de calor para derreter metais, produzindo lingotes de titânio de alta pureza.
• Vantagens :
  • Entrada de calor focada para alta eficiência de fusão.
  • Remove inclusões e impurezas gasosas.
  • Pode processar diretamente materiais de titânio com níveis mais elevados de impurezas.
• Desvantagens :
  • Alto custo e complexidade técnica.
  • Requer operação qualificada e alta manutenção do equipamento.

4. Fusão por indução (IM)

• Princípio : Usa campos eletromagnéticos gerados por bobinas de indução para derreter materiais de titânio.
• Vantagens :
  • Controle preciso de temperatura e boa uniformidade de composição.
  • Adequado para produção em pequena escala e de alta especificação.
• Desvantagens :
  • A capacidade de fusão é limitada pelo equipamento de indução, dificultando a produção de lingotes grandes.
  • Capacidade limitada de remoção de impurezas e altos requisitos de matéria-prima.

Comparação resumida:

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