真空熔煉的溫度要超過(guò)基體金屬熔點(diǎn)150~300℃,所以純鈦的熔煉溫度一般在1800~2000℃,而鈦合金熔煉溫度需要略高一些。鈦真空熔煉的方法有多種，具體介紹如下：
（1)真空自耗電弧熔煉法（簡(jiǎn)稱(chēng)VAR).它是在真空自耗電弧爐（見(jiàn)圖1-1)中熔煉的，是將壓制的鈦材作為電極，鈦電極邊熔化邊自身消耗熔鑄成錠的一種爐型。它的特點(diǎn)是可以制取結(jié)構(gòu)上符合要求的錠，具有良好的結(jié)構(gòu)組織和均勻的化學(xué)成分；而且功率消耗低，熔化速度快，具有良好的質(zhì)量重現(xiàn)性，經(jīng)濟(jì)上競(jìng)爭(zhēng)力很強(qiáng)。它的缺點(diǎn)是必須預(yù)制電極，工藝長(zhǎng)，因而給生產(chǎn)帶來(lái)麻煩。
（2)真空非自耗電弧熔煉法（簡(jiǎn)稱(chēng)NC).它是在真空非自耗電弧爐（見(jiàn)圖1-2)中熔煉的。爐內(nèi)有電極（早期用鎢、鎢釷合金或石墨做成），利用電弧的熱量使坩堝內(nèi)的金屬熔化，隨之熔煉。目前，水冷銅電極（見(jiàn)圖1-3)已經(jīng)取代了原有的電極，解決了產(chǎn)品被污染的問(wèn)題。
水冷銅電極有兩種，一種是自旋轉(zhuǎn)的；另一種是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的。其目的是防止電弧對(duì)電極的燒損。真空非自耗電弧爐也有兩種，一種是在水冷銅坩堝內(nèi)熔煉，隨后在水冷銅模中澆鑄成錠；另一種是在水冷銅坩堝內(nèi)連續(xù)加料熔煉，隨后凝固成錠。

真空非自耗電弧熔煉法可直接使用各種散料，也可熔煉更多的殘鈦料，避免了需要制備電極的麻煩。該法是鈦，特別是殘鈦回收熔煉的一種工藝，幾噸級(jí)的真空非自耗電弧爐已在歐美運(yùn)轉(zhuǎn)，成為某些廠家采用的方法。
（3)電渣熔煉法（簡(jiǎn)稱(chēng)ESR).該法用于鈦熔煉時(shí)，又稱(chēng)真空－充氬電渣熔煉，因?yàn)槿蹮掆仌r(shí)必須采用真空－充氬氣氛。該法是利用電流通過(guò)熔渣時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為熱能，即以熔渣電阻產(chǎn)生

的熱能將金屬熔化和精煉。電渣爐爐體結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。熔煉鈦時(shí)，常用的電渣為非極性材料（CaF),因它可直接使用交流電，所以設(shè)備投資費(fèi)用低，所鑄的錠表面質(zhì)量好，產(chǎn)品塑性低，并且可獲得矩形、方形等各種形狀的錠，無(wú)需扒皮可直接開(kāi)坯。該法缺點(diǎn)是脫氫效果差，提純能力低，所以尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
（4)真空感應(yīng)熔煉法（簡(jiǎn)稱(chēng)冷堝熔煉，CCM).它是一種無(wú)渣水冷銅坩堝感應(yīng)熔煉工藝，它將整體銅坩堝換成4塊弧形瓣銅塊組合成的銅坩堝，塊間用陶瓷絕緣，然后將銅坩堝與感應(yīng)線(xiàn)圈一起浸入水套中，以此裝置感應(yīng)熔煉鈦。它改變了感應(yīng)電源集膚效應(yīng)和坩堝內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。它是靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生熱能將鈦熔煉的過(guò)程。因?yàn)樗溷~坩堝屬于冷堝，所以可避免鈦與銅作用而造成產(chǎn)

品污染。這種4塊弧形瓣銅塊組合的坩堝優(yōu)點(diǎn)在于每?jī)蓚€(gè)銅塊間的間隙都是一個(gè)增強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)產(chǎn)生的強(qiáng)烈攪拌使化學(xué)成分和溫度一致，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。
該法不需要制作電極即可一次獲得成分均勻而無(wú)坩堝污染的高質(zhì)量鑄錠，具有設(shè)備成本低、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。所以有些國(guó)家已經(jīng)達(dá)到工業(yè)試生產(chǎn)規(guī)模，已生產(chǎn)出φ1mx2m的圓形鈦錠。但該法生產(chǎn)技術(shù)尚不成熟，需要進(jìn)一步完善。
（5)電子束熔煉法（簡(jiǎn)稱(chēng)EB).它是利用高速電子流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮茏鳠嵩催M(jìn)行熔煉鑄錠的工藝。它在熔煉時(shí)獲得很高的熱能，精煉效果最好，但金屬揮發(fā)損失也最大。特別是由于金屬鈦熔點(diǎn)較低，在電子束熔煉的過(guò)熱溫度下?lián)p失大，所以該法極少用于鈦的熔煉。但它最適宜用于制取高純鉭、鈮、鎢、鉬及鉿等難熔金

屬鑄錠。
（6)等離子熔煉法。它有兩種工藝，一種為等離子弧熔煉（簡(jiǎn)稱(chēng)PA),另一種為等離子束熔煉。它們都是利用高能等離子體作為熱源熔煉金屬的。它的精煉效果比自耗電弧熔煉好，而揮發(fā)損失又比電子束熔煉小，所以是要進(jìn)一步研發(fā)的工藝。目前僅有少量應(yīng)用。
現(xiàn)在鈦的熔煉雖未使用電子束熔煉和等離子熔煉工藝，但是這兩種工藝產(chǎn)生熱源的手段被移植到新工藝－冷爐床中，即冷爐床中使用了電子槍或等離子槍。
（7)冷爐床熔煉法（簡(jiǎn)稱(chēng)CHM).冷爐床熔煉是以電子束或等離子體作為熱源，熔化的金屬隨后在冷爐床上依次熔化、精煉和凝固的工藝。該設(shè)備主要由電子槍或等離子槍、冷爐床和結(jié)晶器3部分組成。所以它有3個(gè)工作區(qū)，即熔化區(qū)、精煉區(qū)和結(jié)晶區(qū)。
冷爐床熔煉包括電子束冷爐床熔煉（簡(jiǎn)稱(chēng)EBCHM)和等離子冷爐床熔煉（簡(jiǎn)稱(chēng)PACHM)兩種工藝。
冷爐床熔煉法最大的優(yōu)點(diǎn)就是將熔化、精煉和凝固分離。即爐料先進(jìn)入熔化區(qū)熔化，然后在冷爐床（精煉區(qū)）精煉，最后在結(jié)晶區(qū)結(jié)晶。因此，熔化的鈦熔體在爐床上可停留較長(zhǎng)時(shí)間，可保證合金元素充分熔化均勻、避免偏析。由于熔體稍長(zhǎng)時(shí)間在真空下可有效地去除易揮發(fā)雜質(zhì)，因此使H、C1、Ca、Mg、K等達(dá)到很低的水平。在爐床中，低密度雜質(zhì)（LDI),如TiN可以溶解或上浮；而高密度雜質(zhì)（HDI),如WC則可以下沉，黏結(jié)至底部凝殼上。所以它在鑄錠時(shí)減少低密度夾雜以及減少偏析的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了3次真空自耗熔煉獲得的鈦錠，用該法生產(chǎn)的鈦錠成為當(dāng)前航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈦合金轉(zhuǎn)動(dòng)部件首選的原材料。通過(guò)控制功率，還可使結(jié)晶器出口的熔體過(guò)熱度很小，熔池淺，有利于獲得均質(zhì)細(xì)晶鈦錠。該法還可以回收殘鈦料，從而降低成本。
從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)出發(fā)，真空自耗電弧熔煉法已成為主要的生產(chǎn)方法。冷爐床熔煉法是以特有的優(yōu)勢(shì)為航空航天等領(lǐng)域提供質(zhì)量更高的鈦合金鑄錠，并占據(jù)市場(chǎng)一定份額的新方法。其他工藝尚需要進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。不同熔煉方法的特征和比較見(jiàn)表1-1.

真空電弧熔煉已有一百多年的歷史，1839年開(kāi)始熔煉鉬和鉭，1903年首次用自耗電弧爐熔煉鉭。隨著鈦冶金的發(fā)展，1949年以后，大型真空泵的出現(xiàn)使大型工業(yè)真空自耗電弧爐迅速發(fā)展。
它目前不僅用來(lái)熔煉鈦、鋯、鎢、鉬、鉭、鈮和高溫合金，而且是優(yōu)質(zhì)鋼二次重熔的重要方法。
真空自耗電弧熔煉技術(shù)一直是制備鈦錠的主要方法，并可能在今后較長(zhǎng)一段時(shí)間仍占據(jù)熔煉工藝的主導(dǎo)地位。因此，本書(shū)為了突出重點(diǎn)，以該工藝為重點(diǎn)加以介紹，并在第2章用大篇幅介紹冷爐床熔煉技術(shù)。

億沐鑫新材料產(chǎn)品分類(lèi)：鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽(yáng)極、鈦箔鈦帶、鈦法蘭、鈦絲、鈦靶材、鈦設(shè)備、鈦餅鈦環(huán)、鈦標(biāo)準(zhǔn)件、鈦加工件