海绵钛中残留氯化镁对钛及钛合金熔铸的影响

海绵钛是轻而质地坚硬且呈蜂窝状的疏松产品，不能直接应用于钛制产品生产，必须经过高温熔炼成致密的钛锭才能应用于钛材加工。用海绵钛在真空自耗电弧炉熔炼钛及钛合金，需要将海绵钛颗粒及合金料压制成块，组焊成自耗电极使用。铸锭熔炼是在密闭的真空室中进行的，熔炼过程中不可能对熔体进行化学成分调整，故海绵钛对铸锭质量的控制起着非常重要的作用。镁热还原法生产的海绵钛中，不可避免地会残留有氯化镁www.irobotmea.com，这些氯化镁会对电极、铸锭及熔炼设备产生不良影响。因此，研究海绵钛中残留氯化镁对钛及钛合金熔铸的影响，对生产实践中提高产品质量具有重要的意义。

　　残留氯化镁吸湿引起电极表面出现析出物。镁热法生产的海绵钛残留物主要为氯化镁，在空气中易潮解生成水合物。该水合物呈白色，含水多少与接触的空气潮湿程度、接触时间成正比。熔炼加热过程中，含水氯化镁分解出的水汽和氧化镁，会增加铸锭的含氧量。已有研究表明，因氧偏析，钛材容易出现发亮的富α层。在轧制过程中，富α层界面两侧的变形不协调，导致局部应力提高，材料脆化，从而引起开裂。

　　残留氯化镁对铸锭表面的影响也很大。铸锭表面的沉积物由细小的氧化物、氯化物等夹杂逐层沉积构成。覆盖在氧化物表面的无水氯化镁，在空气中冷却吸湿、溶解，汇集大量水分。当沉积的氯化镁较多时，放置一段时间，还会出现氯化镁水溶液。铸锭的残余热量会使氯化镁溶解形成的溶液蒸发部分水分，但不能完全脱除水分，因而沉积物粘滞、附着在铸锭表面，不易清除。将表面有这种“黑壳”或“黑斑”的一次铸锭直接入炉，进行二次熔炼，势必会带入大量水分和氧化物夹杂，既增大了真空熔炼控制难度，又使铸锭易产生气孔、夹杂等质量缺陷。

　　残留氯化镁对真空熔炼过程的危害主要有4点：增大发气量，降低熔炼真空度；增加气体杂质含量和气孔数量；残留高熔点颗粒，增大裂纹倾向；以及腐蚀真空系统，降低设备寿命。

　　镁热还原法生产的海绵钛，不可避免会残留有氯化镁。要减少氯化镁对钛及钛合金熔铸的影响，除了选择氯化镁含量低的海绵钛外，可以从以下几方面着手：

　（1）避免海绵钛长时间暴露在空气中。要求从海绵钛拆封到进真空炉这段时间需严格按工艺规程控制操作。尤其是在阴雨季节，应尽量缩短打开海绵钛包装桶到压制成电极的时间，称混料运送海绵钛颗粒过程加防护罩。

　　（2）杜绝海绵钛与水接触。存放海绵钛的场所，严禁用水冲洗。与海绵钛接触的设备、器具，如果用水冲洗过，重新使用前须吹干。被水浸过的海绵钛严禁直接使用。

　　（3）余料防水储存。批次压制电极常剩余海绵钛料，须按批号存放在有盖容器内，最好能密封，且存放时间不宜过长。重新使用前，必须加热烘烤处理。 若遇阴雨天气，应适当提高加热温度。配高牌号铸锭应不用或尽量少用余料。

　　（4）熔炼稳定操作，减少电流冲击。在熔炼过程中，电弧不稳定、电流冲击大，铸锭表面出现鱼鳞状波纹、长刺现象就严重，就越容易沉积挥发物。

　　（5）及时清除沉积物。电极、铸锭表面和真空系统内的沉积物有害无利，必须按清除程序和制度及时清除。