Posebni zahtjevi i izazovi za taljenje i lijevanje legure titana

Titan i legure titana pokazuju jedinstvene prednosti u području lijevanja, mogu izravno proizvoditi složene oblike dijelova, čime se izbjegava veliki broj procesa mehaničke obrade. Ova značajka čini da titan i legure titana dobro funkcioniraju u pogledu iskoristivosti materijala, stopa iskoristivosti općih odljevaka može doseći 45%, a stopa iskoristivosti preciznih odljevaka je čak 75% do 90%. To je nesumnjivo velika prednost za relativno skupi titan i titanove legure, koji mogu značajno smanjiti troškove proizvodnje i poboljšati ekonomsku učinkovitost.

Međutim, proces lijevanja legura titana nije jednostavan. Budući da legure titana imaju izrazito visoku kemijsku aktivnost u rastaljenom stanju, mogu reagirati s gotovo svim vatrostalnim materijalima i plinovima, što uvelike otežava lijevanje. Stoga se razvoj procesa lijevanja legure titana suočava s većim izazovima nego što su čelik, aluminij, magnezij i drugi metali mnogo ozbiljniji. Kako bi se osiguralo da legure titana ne reagiraju s vatrostalnim materijalima i plinovima tijekom procesa lijevanja, procesi taljenja i lijevanja moraju se provoditi pod strogim uvjetima. Točnije, taljenje i lijevanje legura titana mora se obavljati pod zaštitom inertnog plina ili u vakuumskom okruženju. Ovo može učinkovito izolirati kontakt između legure titana i kisika, dušika i drugih plinova u zraku i vatrostalnih materijala, kako bi se izbjegle nepotrebne kemijske reakcije. Kako bi se postigao ovaj zahtjev, uobičajeno korištena oprema za lijevanje uključuje vakuumsku potrošnu elektrolučnu kondenzatorsku peć. Ovi uređaji mogu osigurati potrebnu vakuumsku okolinu ili zaštitu od inertnog plina kako bi se osigurala sigurnost i kvaliteta titanovih legura tijekom taljenja i lijevanja. Osim toga, tijekom procesa lijevanja također treba koristiti bakreni lončić s prisilnim hlađenjem. Bakreni lončić ima dobru toplinsku vodljivost i otpornost na koroziju te može učinkovito izdržati visoku temperaturu i kemijsku reakciju taline legure titana. Nasuprot tome, lončić izrađen od običnih vatrostalnih materijala ne može izdržati kemijsku aktivnost taline legure titana, pa se ne može koristiti za lijevanje legure titana.