Analisi completa dei lingotti di titanio: processo produttivo, caratteristiche e ambiti applicativi

Lingotto di titanio è un importante prodotto intermedio nella produzione di materiali in titanio. Si tratta di una grande forma metallica fusa dopo la purificazione della materia prima di titanio attraverso il processo di fusione, che viene utilizzata per la successiva lavorazione in vari prodotti di titanio come piastre, barre, fili e così via. Quella che segue è un'introduzione dettagliata sul lingotto di titanio:

1. Processo di produzione del lingotto di titanio
Fonte della materia prima
I lingotti di titanio sono solitamente realizzati con spugna di titanio come materia prima principale, integrata da elementi leganti (ad esempio alluminio e vanadio) per ottenere leghe di titanio con proprietà diverse.

Processi principali

Fusione con fascio di elettroni (EBM): I fasci di elettroni ad alta energia vengono utilizzati per fondere materie prime di titanio con elevata purezza per applicazioni di fascia alta.
Fusione ad arco sotto vuoto (VAR): Un processo comune in cui la materia prima viene fusa mediante riscaldamento ad arco in condizioni di vuoto e colata in lingotti.
Fusione ad arco plasma (PAM): Riscaldamento mediante arco plasma per la produzione di leghe di titanio ad alte prestazioni.
Colata e raffreddamento
Dopo la fusione, il liquido di titanio viene versato negli stampi e raffreddato per formare lingotti di titanio con determinate forme e specifiche.

2. Caratteristiche del lingotto di titanio
Elevata purezza:
Il processo di produzione del lingotto di titanio controlla rigorosamente il contenuto di impurità (come ossigeno, idrogeno e azoto) per garantire le eccellenti proprietà del titanio.
Plasticità:
I lingotti di titanio possono essere ulteriormente lavorati termicamente (forgiati, laminati, ecc.) in prodotti di varie forme e dimensioni.
Ampia gamma di adeguamenti immobiliari:
Aggiungendo diversi elementi di lega, è possibile produrre titanio puro (ad esempio TA1, TA2) o leghe di titanio (ad esempio TC4, TC21).

3. Specifiche dei lingotti di titanio
Le dimensioni e il peso dei lingotti di titanio variano notevolmente a seconda dell'applicazione:

Forma: solitamente cilindrica o rettangolare.
Diametro: gamma da 200 mm a 1200 mm.
Peso: da decine di chilogrammi a diverse tonnellate, a seconda delle attrezzature di produzione e delle esigenze dell'utilizzatore.

4. L'uso di lingotti di titanio
Il lingotto di titanio è il materiale di base dei prodotti in titanio, le sue principali aree di applicazione includono:

Aerospaziale: Utilizzato per produrre componenti strutturali di aeromobili, parti di motori, ecc.
Applicazioni industriali: quali apparecchiature chimiche (reattori, scambiatori di calore), ingegneria navale (componenti dello scafo).
Campo medico: trasformati in impianti, dispositivi medici, ecc.
Prodotti di consumo di fascia alta: utilizzato in orologi, montature per occhiali e altri prodotti ad alto valore aggiunto.

5. Classificazione dei lingotti di titanio
In base alla composizione e ai requisiti prestazionali, i lingotti di titanio possono essere suddivisi in:

Lingotto di titanio puro:
Composto principalmente da titanio, con eccellente resistenza alla corrosione e buona plasticità.
Gradi comunemente utilizzati: GR1, GR2, GR3, GR4.

Lingotto in lega di titanio:
Aggiungi alluminio, vanadio, zirconio e altri elementi leganti per migliorare la robustezza, la resistenza al calore e altre proprietà.
Gradi comunemente utilizzati: GR5, GR23.

6. Dove si inseriscono i lingotti di titanio nella filiera produttiva
A monte: produzione di spugne di titanio.
Lingotto: la spugna di titanio viene fusa per formare lingotti di titanio.
A valle: i lingotti di titanio vengono trattati termicamente (forgiati, laminati, ecc.) per diventare prodotti in titanio, come piastre, barre e fili.

Riepilogo
Il lingotto di titanio è il prodotto intermedio principale della produzione di titanio e la sua qualità influisce direttamente sulle prestazioni dei prodotti successivi. Nei settori industriale, aeronautico, medico e in altri settori di fascia alta, l'elevata purezza e le elevate prestazioni del lingotto di titanio sono la chiave per garantire l'effetto dell'applicazione.