钛的冶金新方法以及新技术

钛元素在地壳中的储量仅次于铁、铝、铜，位居金属元素的第四位。而且，钦合金具有一系列优异的性能，因而获得越来越广泛的应用。钛合金依其应用背景可分为高温钛合金、结构钛合金和功能钛合金三种。钛是非常活泼的金属，在液态下，和氧、氮、氢和碳的反应相当快，因此钛合金熔炼必须在较高的真空度或惰性气体（ar或ne）保护下进行。

熔炼用坩埚均采用水冷铜坩埚，具体的熔炼工艺主要有三种方式：

（1）非自耗电极电弧炉熔炼 合金熔炼在真空或惰性气体保护下进行。该工艺主要为自耗电极熔炼制备电极。

（2）真空自耗电极电弧炉熔炼 以钛或钛合金制成的自耗电极为阴极，以水冷铜坩埚为阳极。熔化了的电极以液滴形式进入坩埚，形成熔池。熔池表面被电弧加热，始终呈液态，底部和坩埚接触的四周受到强制冷却，产生自下而上的结晶。熔池内的金属液凝固后成为钛锭。

（3）真空自耗电极凝壳护熔炼 熔炼装置示意。这种熔炉是在真空自耗电极电弧炉基础上发展起来的，它是一种将熔炼与离心浇注联成一体的铸造异形件的炉型。其最大的特点是在水冷铜坩埚与金属熔体之间存在一层钛合金固体薄壳，即所谓凝壳，这层同材质的凝壳作为坩埚的内衬，用于形成熔池储存钛液，避免了坩埚对钛合金液的污染。浇注后，留在增损内的一层凝壳，可作为坩埚内衬继续使用。