การผลิตไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมในภาคอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็นอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองที่หลอมใหม่หรือแท่งเหล็กหลอม หรือการหล่อขึ้นรูปพิเศษ ส่วนใหญ่ได้มาจากการหลอมด้วยอาร์กอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองในสุญญากาศ ด้วยการพัฒนาและความก้าวหน้าของเทคโนโลยีสมัยใหม่ การหลอมไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียม รวมถึงการหลอมด้วยอาร์กอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองในสุญญากาศ ได้พัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงใหม่ๆ ขึ้นมา เทคโนโลยีที่เป็นตัวแทนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีดังต่อไปนี้:
1. วิธีการเตรียมอิเล็กโทรดสำหรับการหลอมโลหะผสมไททาเนียมแบบสูญญากาศด้วยการเติมโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงโดยตรง
บนพื้นฐานของการเตรียมอิเล็กโทรดแบบเดิมสำหรับการหลอมโลหะผสมไททาเนียมด้วยอาร์กสูญญากาศที่ใช้แล้ว วิธีการเชื่อมอิเล็กโทรดที่ประกอบด้วยบล็อกอิเล็กโทรดกดโดยตรงที่มีร่องเฉพาะและแท่งโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงซึ่งเหมาะกับรูปร่างของร่องบล็อกอิเล็กโทรดนั้น สามารถใช้หลอมแท่งโลหะคุณภาพสูงที่มีองค์ประกอบสม่ำเสมอและไม่มีการแยกตัวซึ่งตรงตามข้อกำหนดในการคำนวณอัตราส่วน โดยการเลือกวิธีการหลอมด้วยอาร์กสูญญากาศที่ใช้แล้วที่เหมาะสม
2. กระบวนการเริ่มต้นอาร์คใหม่หลังจากไฟฟ้าดับระหว่างการหลอมไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมแบบสูญญากาศ
กระบวนการเริ่มอาร์คใหม่อีกครั้งหลังจากไฟฟ้าดับในระหว่างการหลอมไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมที่ใช้แล้วในสุญญากาศประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้: เมื่อเริ่มอาร์คใหม่อีกครั้งหลังจากหยุดการหลอม กระแสไฟในการหลอมจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็น 75-80% ของกระแสไฟในการหลอมปกติ และกระแสไฟในการหลอมจะคงอยู่ในขณะนั้น เมื่อขอบของแอ่งที่หลอมละลายไปถึงผนังเบ้าหลอม กระแสไฟจะคงอยู่ในขณะนั้นเป็นเวลา 2-3 นาที จากนั้นกระแสไฟในการหลอมจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็นกระแสไฟในการหลอมปกติ ข้อดีของกระบวนการนี้คือเวลาในการเริ่มต้นอาร์คทั้งหมดสั้นลงอย่างมาก ช่องว่างระหว่างแท่งโลหะและผนังเบ้าหลอมหลังจากปริมาตรการทำความเย็นจะหดตัว และหลีกเลี่ยงช่องหดตัวภายในที่เกิดจากการทำความเย็นและการแข็งตัวของแท่งโลหะ เมื่อกระแสการหลอมเหลวถึง 75~80% ของกระแสการหลอมเหลวปกติ กระแสการหลอมเหลวจะคงอยู่ชั่วระยะเวลาหนึ่ง ทำให้สามารถควบคุมความเร็วการหลอมเหลวของอิเล็กโทรดและแอ่งหลอมเหลวที่แข็งตัวได้แม่นยำยิ่งขึ้น และหลีกเลี่ยงไม่ให้ของเหลวหลอมเหลวจำนวนมากไหลเข้าไปในช่องว่างระหว่างแท่งโลหะและผนังเบ้าหลอมทันที หรือทำให้เกิดข้อบกพร่องในการปิดแบบเย็น
3. วิธีการหลอมและรีไซเคิลขยะบล็อกไททาเนียมบริสุทธิ์
วิธีการหลอมและรีไซเคิลขยะแท่งไททาเนียมบริสุทธิ์ใช้เตาเผาแบบเย็นลำแสงอิเล็กตรอนที่มีปืนอิเล็กตรอน 6 กระบอก บรรจุวัตถุดิบของส่วนประกอบที่เลือกไว้ในตัวป้อนของเตาเผาแบบเย็นลำแสงอิเล็กตรอน หลอมแล้วทำให้แท่งที่ได้เย็นลงจากเตาเผาเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป วิธีนี้ใช้วัสดุรีไซเคิล TA1 โดยตรงในการหลอม โดยหลีกเลี่ยงการบดวัสดุเหลือใช้ การกดแท่งอิเล็กโทรด และการเชื่อมอิเล็กโทรด การหลอมแท่งเดี่ยวสามารถหลอมแท่งได้ 9 แท่ง โดยมีน้ำหนักรวมประมาณ 6.5 ตันต่อวัน และการหลอมแท่งคู่สามารถหลอมแท่งได้ 18 แท่ง โดยมีน้ำหนักรวมประมาณ 13 ตันต่อวัน ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความเร็วในการรีไซเคิลได้อย่างมาก
4. วิธีการหลอมและรีไซเคิลแผ่นเย็นด้วยลำแสงอิเล็กตรอนสำหรับขยะไททาเนียมและเศษโลหะไททาเนียม
วิธีการหลอมและรีไซเคิลไททาเนียมและเศษโลหะคล้ายชิปด้วยลำแสงอิเล็กตรอนสำหรับเศษโลหะคล้ายชิปของโลหะผสมไททาเนียม กระบวนการมีดังนี้: ตามองค์ประกอบของไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมที่หลอมแล้ว ชั่งน้ำหนักเศษโลหะคล้ายชิปไททาเนียมบริสุทธิ์ หรือชั่งน้ำหนักเศษโลหะคล้ายชิปไททาเนียมบริสุทธิ์หนึ่งหรือสองชิ้นและเศษโลหะคล้ายชิปไททาเนียมบริสุทธิ์และเศษโลหะคล้ายชิปไททาเนียม แล้วผสมกับไททาเนียมฟองน้ำและธาตุผสมโลหะผสมบริสุทธิ์ และ/หรือโลหะผสมตัวกลาง ปริมาณของเศษโลหะคล้ายชิปไททาเนียมบริสุทธิ์และเศษโลหะคล้ายชิปไททาเนียมที่เติมลงในส่วนผสมคือ 10%~90% ตามเปอร์เซ็นต์มวล จากนั้นกดลงในบล็อกอิเล็กโทรด และใช้เตาหลอมแบบชั้นเย็นลำแสงอิเล็กตรอนในการหลอมแบบชั้นเย็นลำแสงอิเล็กตรอนบนบล็อกอิเล็กโทรดเพื่อให้ได้แท่งไททาเนียมหรือโลหะผสมไททาเนียม วิธีนี้สามารถผลิตแท่งไททาเนียมบริสุทธิ์ที่มีคุณสมบัติด้วยเศษโลหะคล้ายชิปไททาเนียมบริสุทธิ์สูงสุด 100% หรือผลิตแท่งโลหะผสมไททาเนียมที่มีคุณสมบัติด้วยเศษโลหะคล้ายชิปไททาเนียมสูงสุด 90% ต้องใช้การหลอมแบบชั้นเย็นลำแสงอิเล็กตรอนเพียงครั้งเดียว และไม่จำเป็นต้องหลอมแบบที่สองหรือสาม
5. วิธีการหลอมแท่งไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมที่สะอาด
วิธีการหลอมแท่งไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมที่สะอาดเป็นดังนี้: ชั่งไททาเนียมแบบฟองน้ำหรือองค์ประกอบสารเติมแต่งโลหะผสมบริสุทธิ์ โลหะผสมระดับกลางและไททาเนียมแบบฟองน้ำ กดไททาเนียมแบบฟองน้ำหรือองค์ประกอบสารเติมแต่งโลหะผสมบริสุทธิ์ที่ผสมกัน โลหะผสมระดับกลางและไททาเนียมแบบฟองน้ำลงในบล็อกอิเล็กโทรด เชื่อมบล็อกอิเล็กโทรดที่กดเข้ากับอิเล็กโทรด และใช้เตาเผาแบบเตียงเย็นด้วยลำแสงอิเล็กตรอนเพื่อทำการหลอมแบบเตียงเย็นด้วยลำแสงอิเล็กตรอนบนอิเล็กโทรด เพื่อให้ได้แท่งไททาเนียมหรือโลหะผสมไททาเนียมที่สะอาดที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่สม่ำเสมอ ระดับสุญญากาศในการหลอมแบบเตียงเย็นด้วยลำแสงอิเล็กตรอนต่ำกว่า 6×10-2Pa ความเร็วในการหลอมคือ 70~150 กก./ชม. และกำลังในการหลอมคือ 100~300 กิโลวัตต์ องค์ประกอบสารเติมแต่งโลหะผสมบริสุทธิ์และโลหะผสมระดับกลางมีสัดส่วน 0%~20% ของน้ำหนักรวมของแท่งโลหะผสมไททาเนียม แท่งไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมที่ผลิตได้มีองค์ประกอบทางเคมีที่สม่ำเสมอ และโครงสร้างมหภาคของแท่งดีกว่าแท่งหลอมแบบอาร์กสูญญากาศ และไม่มีจุดหลอมเหลวสูงที่ผสมอยู่ เช่น TiN และ WC
6. วิธีการหลอมโลหะผสมไททาเนียมที่มีองค์ประกอบโลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวสูง
วิธีเตรียมโลหะผสมไททาเนียมในอุตสาหกรรมที่มีองค์ประกอบโลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวสูง โดยการเลือกวัตถุดิบโลหะผสมโดยใช้บล็อกอิเล็กโทรดที่ประกอบขึ้นเป็นพิเศษ โดยใช้เทคโนโลยีการหลอมแบบอาร์คสูญญากาศแบบสิ้นเปลืองทั่วไป โดยปรับกระแสและแรงดันไฟฟ้าของการหลอมสามแบบ จึงสามารถเตรียมโลหะผสมไททาเนียมที่มีองค์ประกอบโลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวสูงที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่สม่ำเสมอและไม่มีสิ่งเจือปน โลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงจะกระจายอย่างสม่ำเสมอในอิเล็กโทรดแบบสิ้นเปลือง อิเล็กโทรดแบบสิ้นเปลืองนั้นเตรียมได้ง่ายและมีต้นทุนต่ำ และพารามิเตอร์กระแสและแรงดันไฟฟ้ามีความเหมาะสมในระหว่างการหลอม โดยอิงตามเส้นทางกระบวนการแบบดั้งเดิม แผ่นโลหะบริสุทธิ์ราคาถูกจะถูกใช้ตามวิธีการประกอบอิเล็กโทรดแบบสิ้นเปลืองที่เฉพาะเจาะจง แทนที่จะเติมโลหะผสมขั้นกลางที่มีราคาแพงและโลหะบริสุทธิ์อื่นๆ ลงในโลหะผสมไททาเนียม จะใช้เตาหลอมแบบอาร์คสูญญากาศแบบสิ้นเปลืองหลายเตาในการหลอมเพื่อให้ได้แท่งโลหะผสมไททาเนียมที่มีองค์ประกอบโลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวสูงที่มีองค์ประกอบที่สม่ำเสมอ ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม
7. วิธีการเตรียมแท่งโลหะผสมไททาเนียม TC4 โดยการหลอมด้วยเตาเผาแบบเย็นลำแสงอิเล็กตรอน
วิธีการเตรียมแท่งโลหะผสมไททาเนียม TC4 โดยการหลอมด้วยเตาเผาแบบเย็นลำแสงอิเล็กตรอนมีดังนี้: ฟองน้ำไททาเนียมและเมล็ดอลูมิเนียมจะถูกผสมให้เข้ากันอย่างทั่วถึงแล้วกดลงในบล็อกอิเล็กโทรดซึ่งจะถูกเชื่อมเข้ากับอิเล็กโทรดจากนั้นจึงวางในเตาเผาแบบอาร์กสูญญากาศที่ใช้แล้วทิ้งเพื่อหลอมครั้งเดียวเพื่อให้ได้แท่งโลหะผสมหลัก Ti-AI โลหะผสมหลัก Ti-Al จะถูกบดให้เป็นอนุภาคโลหะผสมหลัก Ti-Al ฟองน้ำไททาเนียม โลหะผสมหลัก Al-V และอนุภาคโลหะผสมหลัก Ti-Al จะถูกผสมให้เข้ากันอย่างทั่วถึงแล้วกดลงในบล็อกอิเล็กโทรดซึ่งจะถูกต่อเข้ากับอิเล็กโทรดจากนั้นจึงวางในเตาเผาแบบเย็นลำแสงอิเล็กตรอนเพื่อหลอมครั้งเดียวเพื่อให้ได้แท่งโลหะผสมไททาเนียม TC4 วิธีนี้เป็นการแทนที่เมล็ดอะลูมิเนียมด้วยโลหะผสมหลัก Ti-Al ลดการระเหยของธาตุ Al ปรับปรุงอัตราการใช้ประโยชน์ของวัตถุดิบและประสิทธิภาพการใช้ของเตาเผาแบบเย็นลำแสงอิเล็กตรอน และเตาเผาแบบเย็นลำแสงอิเล็กตรอนที่ใช้ในการหลอมครั้งเดียวมีข้อได้เปรียบที่แข็งแกร่งกว่าในการลดต้นทุนการแปรรูปวัสดุไททาเนียมและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต และสามารถปรับปรุงความสะอาดของแท่งโลหะผสมไททาเนียมและได้แท่งคุณภาพสูง
