Phân tích toàn diện thỏi titan: quy trình sản xuất, đặc điểm và lĩnh vực ứng dụng

Thỏi titan là sản phẩm trung gian quan trọng trong sản xuất vật liệu titan. Nó là một dạng kim loại lớn được đúc sau khi tinh chế nguyên liệu titan thông qua quá trình nấu chảy, được sử dụng để xử lý tiếp theo thành các sản phẩm titan khác nhau như tấm, thanh, dây, v.v. Sau đây là phần giới thiệu chi tiết về phôi titan:

1. Quy trình sản xuất phôi titan
Nguồn nguyên liệu thô
Thỏi titan thường được làm từ Titanium Sponge làm nguyên liệu chính, được bổ sung bởi các nguyên tố hợp kim (ví dụ: Nhôm và Vanadi) để thu được hợp kim titan với các đặc tính khác nhau.

Quy trình chính

Sự nóng chảy của chùm tia điện tử (EBM): Chùm tia điện tử năng lượng cao được sử dụng để nấu chảy nguyên liệu titan thô có độ tinh khiết cao cho các ứng dụng cao cấp.
Nóng chảy hồ quang chân không (VAR): Một quy trình phổ biến trong đó nguyên liệu thô được nấu chảy bằng cách nung hồ quang trong điều kiện chân không và đúc thành thỏi.
Nóng chảy hồ quang plasma (PAM): Gia nhiệt bằng hồ quang plasma để sản xuất hợp kim titan hiệu suất cao.
Đúc và làm mát
Sau khi nấu chảy, chất lỏng titan được đổ vào khuôn và làm nguội để tạo thành các thỏi titan có hình dạng và thông số kỹ thuật nhất định.

2. Đặc điểm của phôi Titan
Độ tinh khiết cao:
Quá trình sản xuất phôi titan kiểm soát chặt chẽ hàm lượng tạp chất (như oxy, hydro và nitơ) để đảm bảo các đặc tính tuyệt vời của titan.
Độ dẻo:
Các thỏi titan có thể được xử lý nhiệt thêm (rèn, cán, v.v.) thành các sản phẩm có hình dạng và kích cỡ khác nhau.
Một loạt các điều chỉnh tài sản:
Bằng cách thêm các nguyên tố hợp kim khác nhau, titan nguyên chất (ví dụ TA1, TA2) hoặc hợp kim titan (ví dụ TC4, TC21) có thể được sản xuất.

3. Thông số kỹ thuật phôi titan
Kích thước và trọng lượng của thỏi titan thay đổi đáng kể tùy thuộc vào ứng dụng:

Hình dạng: thường là hình trụ hoặc hình chữ nhật.
Đường kính: phạm vi 200mm ~ 1200mm.
Trọng lượng: từ vài chục kg đến vài tấn, tùy theo thiết bị sản xuất và nhu cầu sử dụng.

4. Công dụng của thỏi titan
Phôi titan là vật liệu cơ bản của các sản phẩm titan, các lĩnh vực ứng dụng chính của nó bao gồm:

Hàng không vũ trụ: Được sử dụng để sản xuất các bộ phận kết cấu máy bay, bộ phận động cơ, v.v.
Ứng dụng công nghiệp: như thiết bị hóa học (lò phản ứng, bộ trao đổi nhiệt), kỹ thuật hàng hải (các bộ phận thân tàu).
Lĩnh vực y tế: được xử lý thành mô cấy, thiết bị y tế, v.v.
Sản phẩm tiêu dùng cao cấp: được sử dụng trong đồng hồ đeo tay, gọng kính và các sản phẩm có giá trị gia tăng cao khác.

5. Phân loại thỏi Titan
Theo yêu cầu về thành phần và hiệu suất, thỏi titan có thể được chia thành:

Thỏi titan nguyên chất:
Chủ yếu bao gồm titan, có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và độ dẻo tốt.
Các loại thường dùng: GR1, GR2, GR3, GR4.

Thỏi hợp kim titan:
Thêm nhôm, vanadi, zirconi và các nguyên tố hợp kim khác để cải thiện độ bền, khả năng chịu nhiệt và các đặc tính khác.
Các loại thường dùng: GR5, GR23.

6. Nơi phôi titan phù hợp với dây chuyền sản xuất
Thượng nguồn: Sản xuất xốp titan.
Thỏi: Bọt titan được nấu chảy để tạo thành thỏi titan.
Hạ lưu: Các thỏi titan được xử lý nhiệt (rèn, cán, v.v.) để trở thành các sản phẩm titan, chẳng hạn như tấm, thanh và dây.

Bản tóm tắt
Phôi titan là sản phẩm trung gian cốt lõi của quá trình sản xuất titan và chất lượng của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của các sản phẩm tiếp theo. Trong công nghiệp, hàng không, y tế và các lĩnh vực cao cấp khác, độ tinh khiết cao và hiệu suất cao của phôi titan là chìa khóa để đảm bảo hiệu quả ứng dụng.