Das VAR-Verfahren (Vacuum Arc Remelting) für Titan ist eine spezielle Technik zur Veredelung von Titanlegierungen. Dieses Verfahren ist für Branchen, die hochwertige Werkstoffe benötigen, wie die Biomedizin, die Luft- und Raumfahrt, unerlässlich.
6 Schlüsselschritte zur Erzielung hochwertiger Titanlegierungen
1. Schmelzen in einer Vakuumumgebung
Das VAR-Verfahren findet im Vakuum statt, um Verunreinigungen zu vermeiden und zu entfernen. Diese Umgebung ermöglicht die Verdampfung von Elementen mit hohem Dampfdruck, wie Blei, Zinn, Wismut, Tellur, Arsen und Kupfer, die in Titanlegierungen nicht erwünscht sind.
2. Bildung von Tröpfchen und Schmelzbad
Die Spitze der Titanelektrode wird durch einen Gleichstrombogen erhitzt, wodurch sie schmilzt und Tröpfchen bildet. Diese Tröpfchen tragen Oxideinschlüsse von geringer Dichte und fallen durch das Vakuum in ein darunter liegendes Schmelzbad. Die Bewegung dieser Tröpfchen trägt dazu bei, dass Verunreinigungen zum Erstarrungsrand oder zur Oberfläche des Barrens hin ausgeschieden werden.
3. Erstarrung in einer wassergekühlten Form
Das Schmelzbad erstarrt in einer wassergekühlten Form. Diese schnelle Abkühlung trägt zur Bildung einer gleichmäßigen und fehlerfreien kristallinen Struktur bei. Der Erstarrungsprozess wird kontrolliert, um die bestmöglichen Eigenschaften der Titanlegierung zu gewährleisten.
4. Mehrfache VAR-Verarbeitung
Bei Titan wird das VAR-Verfahren in der Regel mehrfach durchgeführt (doppeltes oder dreifaches VAR-Verfahren). Durch diese Wiederholung wird die Reinheit und Homogenität des Titans verbessert, so dass es sich für kritische Anwendungen eignet, bei denen die Materialintegrität von größter Bedeutung ist.
5. Überwachung und Kontrolle
Das VAR-Verfahren beinhaltet komplexe Wärmeübertragungsmechanismen, einschließlich Leitung, Strahlung, Konvektion und Advektion aufgrund der Lorentzkraft. Die Überwachung und Steuerung dieser Faktoren ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer konstanten Beckengeometrie und Schmelzgeschwindigkeit, die sich direkt auf die Qualität des fertigen Titanblocks auswirken.
6. Industrielle Anwendung und Optimierung
Das VAR-Verfahren für Titan ist eine ausgereifte industrielle Technologie, die sich durch geringen Energieverbrauch, hohe Schmelzgeschwindigkeit und gute Reproduzierbarkeit der Qualität auszeichnet. Es wird laufend mathematisch modelliert und numerisch simuliert, um die industriellen Verfahren zu optimieren und sicherzustellen, dass das Verfahren den strengen Anforderungen verschiedener Industrien mit hoher Nachfrage entspricht.
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