1. Vakuum-Verbrauchs-Lichtbogenofen-Schmelzverfahren (als VAR-Verfahren bezeichnet)
Mit der Entwicklung der Vakuumtechnologie und dem Einsatz von Computern hat sich die VAR-Methode schnell zu einer ausgereiften industriellen Produktionstechnologie für Titan entwickelt. Die meisten heutigen Titan- und Titanbarren werden mit dieser Methode hergestellt. Die herausragenden Merkmale der VAR-Methode sind ein geringer Stromverbrauch, eine hohe Schmelzgeschwindigkeit und eine gute Reproduzierbarkeit der Qualität. Der nach der VAR-Methode geschmolzene Barren weist eine gute Kristallstruktur und eine gleichmäßige chemische Zusammensetzung auf.
2. Nicht verbrauchbares Vakuum-Lichtbogenofen-Schmelzverfahren (kurz NC-Verfahren)
Gegenwärtig haben wassergekühlte Kupferelektroden die in der Anfangsphase der Titanindustrie verwendeten Wolfram-Thorium-Titan-Elektroden oder Graphitelektroden ersetzt, wodurch das Problem der industriellen Umweltverschmutzung gelöst wurde und die NC-Methode zu einer wichtigen Methode zum Schmelzen von Titan und Titantitan wurde. mit mehreren Tonnen NC-Öfen sind bereits in Europa und den Vereinigten Staaten in Betrieb. Wassergekühlte Kupferelektroden werden in zwei Typen unterteilt: Die eine ist selbstrotierend, die andere ist selbstrotierend. Das andere ist ein rotierendes Magnetfeld, dessen Zweck darin besteht, zu verhindern, dass der Lichtbogen die Elektrode verbrennt. NC-Öfen können auch in zwei Typen unterteilt werden: Einer besteht darin, Rohstoffe in einem wassergekühlten Kupfertiegel zu schmelzen und sie in einer wassergekühlten Kupferform zu Barren zu gießen; Die andere besteht darin, Rohstoffe zum Schmelzen und Erstarren kontinuierlich in einen wassergekühlten Kupfertiegel zu gießen.
3. Kaltherdschmelzmethode (kurz CHM-Methode)
Metallurgische Einschlussdefekte in Titan- und Titanlegierungsbarren, die durch Rohstoffverunreinigungen und abnormale Schmelzprozesse verursacht werden, haben schon immer die Anwendung von Titan und Titanlegierungen in der Luft- und Raumfahrt beeinträchtigt. Um metallurgische Einschlüsse in rotierenden Teilen von Flugzeugtriebwerken aus Titanlegierung zu beseitigen, wurde die Kaltherdschmelztechnologie entwickelt. Das größte Merkmal des CHM-Verfahrens ist die Trennung der Schmelz-, Raffinierungs- und Erstarrungsprozesse, d. h. die geschmolzene Charge gelangt in den Kaltherd und wird zunächst geschmolzen, gelangt dann zum Raffinieren in den Raffinierungsbereich des Kaltherds und erstarrt schließlich Barren im Kristallisationsbereich.
3.1 Elektronenstrahl-Kaltherdschmelzverfahren (als EBCHM-Verfahren bezeichnet)
Beim Elektronenstrahlschmelzen (kurz EB) handelt es sich um einen Prozess, der die Energie von Hochgeschwindigkeitselektronen nutzt, um im Material selbst Wärme zum Schmelzen und Raffinieren zu erzeugen. Ein EB-Ofen mit kaltem Herd wird EBCHM genannt.
3.2 Plasma-Kaltbettschmelzverfahren (zylindrische PCHM-Methode)
Das PCHM-Verfahren verwendet einen durch Inertgasionisierung erzeugten Plasmabogen als Wärmequelle und kann das Schmelzen in einem weiten Druckbereich von niedrigem Vakuum bis nahezu Atmosphärendruck abschließen.
4. Kalttiegelschmelzmethode (als CCM-Methode bezeichnet)
Der CCM-Schmelzprozess wird in einem Metalltiegel durchgeführt, der aus wassergekühlten bogenförmigen Blöcken oder Kupferrohren besteht, die untereinander nicht leitend sind. Der größte Vorteil dieser Kombination besteht darin, dass in der Lücke zwischen jeweils zwei Blöcken ein verstärktes Magnetfeld herrscht und das starke Magnetfeld, das durch Rühren erzeugt wird, die chemische Zusammensetzung und die Temperatur in Einklang bringt und dadurch die Produktqualität verbessert.
5. Elektroschlacke-Schmelzverfahren (kurz ESR-Verfahren)
Die ESR-Methode nutzt die Kollision geladener Teilchen, wenn elektrischer Strom durch leitfähige Elektroschlacke fließt, um elektrische Energie in thermische Energie umzuwandeln. Das heißt, die durch den Schlackenwiderstand erzeugte Wärmeenergie wird zum Schmelzen und Raffinieren der Charge verwendet. Bei der ESR-Methode werden abschmelzende Elektroden zum Elektroschlackeschmelzen in inaktiver Schlacke (CaF2) eingesetzt. Es kann direkt in Barren gleicher Form gegossen werden und verfügt über eine gute Oberflächenqualität, sodass es für die direkte Verarbeitung im nächsten Prozess geeignet ist.
