Эффективный процесс дугового плавления для высокопроизводительных вольфрамосплавов

Традиционные методы дугового плавления — как расходные, так и нерасходные — являются отраслевым стандартом для производства вольфрамо-титановых и вольфрамо-циркониевых сплавов. Они опираются на электрическую дугу для плавления исходного вольфрама, титана или циркония в однородный сплав. Однако когда сырье содержит более 10 % вольфрамного порошка или щепок, полное плавление становится проблематичным, приводя к сегрегации и примесям.

Для преодоления этих ограничений представлен усовершенствованный процесс дугового плавления, начинающийся с предварительного уплотнения и дробления вольфрамного порошка. Этот подход гарантирует равномерное смешивание, быстрое плавление и финальный слиток с содержанием вольфрама до 40 % без детектируемой сегрегации.

Пошаговый рабочий процесс

1. Уплотнить вольфрамный порошок в плотный заготовку под давлением 50–100 МПа.
2. Раздроблить заготовку в компактные частицы размером 0,1–5 мм.
3. Смешать уплотненные вольфрамные частицы с губчатым титаном, губчатым цирконием или их смесью, сохраняя массовую долю вольфрама между 0 % и 40 %.
4. Выполнить минимум два вакуумных дуговых плавления. После каждого плавления охлаждать слиток до ≤ 200 °C перед извлечением для обеспечения полной гомогенизации.

Ключевые производственные соображения

• Давление уплотнения: 50–100 МПа.
• Размер частиц после дробления: 0,1–5 мм.
• Легирующие элементы: губчатый титан, губчатый цирконий или их 50/50 смесь.
• Целевая температура охлаждения после плавления: ≤ 200 °C.
• Процесс может проводиться в режиме вакуумного расходного или нерасходного дугового плавления.

Преимущества подхода с предварительным уплотнением

Уплотняя вольфрамный порошок перед плавлением, значительно улучшают распределение материала с другими легирующими металлами. Уменьшенный объем облегчает эффективное смешивание с губчатым титаном или цирконием и ускоряет плавление рыхлых вольфрамных частиц на стадии дуги. В результате финальный слиток свободен от сегрегации, не содержит включений и достигает концентрации вольфрама до 40 % — значительное улучшение по сравнению с традиционными методами.

Заключение

Надеемся, этот обзор передовых методик дугового плавления прояснит, как производить высококачественные вольфрамосплавы. Для более глубоких знаний о вольфраме и других рефрактарных металлах изучите Advanced Refractory Metals (ARM), глобального лидера в Лейк-Форест, Калифорния. ARM поставляет топ-класс вольфрам, молибден, тантал, рений, титан и цирконий по конкурентным ценам.