[发明专利]一种基于熔体温度的钛及钛合金液体精加工连锁精密调控方法

说明书

本发明公开了一种基于熔体温度的钛及钛合金液体精加工连锁精密调控方法，包括以下步骤：A、将钛放入真空中或者惰性气体保护气氛下进行熔炼，前一级熔融状态下的钛液流入水冷铜坩埚内，坩埚四周外部装有冷却水，及时带走钛液的温度，在坩埚表面形成一层保护壳，钛液不直接与水冷坩埚接触；B、在坩埚上部装安装等离子枪，利用等离子枪的加热使得坩埚上层中间那部分的钛液保持熔融状态；C、水冷铜坩埚的出口处设有金属液体溢出的导流口，流出的金属液体通过气雾化喷嘴进入雾化室冷却得到高质量的钛粉，本发明采用的控制方法能够提高钛粉加工质量。

技术领域

本发明涉及钛液保温技术领域，具体为一种基于熔体温度的钛及钛合金液体精加工连锁精密调控方法。

背景技术

钛是灰色的过渡金属，其特征是重量轻、强度高、有良好的抗腐蚀能力。由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，被美誉为“太空金属”。钛最常见的化合物是二氧化钛(俗称钛白粉)，其他化合物还包括四氯化钛及三氯化钛。钛是一种高活性金属，在熔融状态下几乎会与所有已知的耐火材料发生化学反应生成化合物。因此，需要对熔融后的钛液进行保温处理。

目前进行保温一般采用流体媒介温度控制器，流体媒介温度控制器是利用感温流体热胀冷缩及液体不可压缩的原理而实现自动调节。当控制温度升高时感温液体膨胀产生的推力将热媒关小，以降低输出温度；当控制温度降低时感温液体收缩，在复位装置的作用下将热媒开大，以提高输出温度，从而使被控制的温度达到和保持在所设定的温度范围内。该控制方法控制精度低，无法有效的提高后续钛粉加工质量，因此，有必要进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于熔体温度的钛及钛合金液体精加工连锁精密调控方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于熔体温度的钛及钛合金液体精加工连锁精密调控方法,包括以下步骤：

A、将钛放入真空中或者惰性气体保护气氛下进行熔炼，前一级熔融状态下的钛液流入水冷铜坩埚内，坩埚四周外部装有冷却水，及时带走钛液的温度，在坩埚表面形成一层保护壳，钛液不直接与水冷坩埚接触；

B、在坩埚上部装安装等离子枪，利用等离子枪的加热使得坩埚上层中间那部分的钛液保持熔融状态；

C、水冷铜坩埚的出口处设有金属液体溢出的导流口，流出的金属液体通过气雾化喷嘴进入雾化室冷却得到高质量的钛粉。

优选的，所述步骤C中金属液体雾化规律如下述公式：

式中：μ——金属熔体的粘度；V——颗粒体积；R，r——分别为球形颗粒和圆柱状液滴的半径，r/R＝10；

式中ρ_m——熔体密度；

σ——表面张力；

T₁—一熔体温度；

C_p——材料热容；

h_c——传热系数；

ΔH_m——熔解热；

d_m——颗粒直径；

T_m——金属熔点；

T_g——雾化气体温度；

τ_sph——液滴的球化时间；

τ_sol——凝固时间。