A finales de la década de 1940, la tecnología de fusión por arco con electrodos consumibles al vacío (VAR) estaba básicamente madura. En términos de proceso de fusión, las aleaciones de titanio de grado aeroespacial y de grado rotor con componentes complejos utilizan generalmente el proceso VAR triple para mejorar la composición del lingote. Uniformidad, reducir defectos como inclusiones y segregación, y mejorar la consistencia de la calidad del lote.

Para las aleaciones de titanio Ti-6246, Ti-17, Ti-1023 que contienen más elementos β-estabilizadores (Mo, Cr, Fe), es necesario reducir la densidad de corriente durante la última fusión VAR. Controlando las velocidades de fundición y solidificación, se puede suprimir la producción grave. La segregación de dendritas de elementos β-estabilizantes.

En la actualidad, se han desarrollado algunos nuevos métodos de supervisión adecuados para la fundición VAR. Por ejemplo, la empresa estadounidense ATI adopta la tecnología de prevención del arco lateral y de detección de la posición del arco, y el operario puede observar el movimiento del arco y la imagen tridimensional del contorno de la masa fundida. Además, algunos programas informáticos de simulación de fusión desarrollados recientemente pueden llevar a cabo la simulación numérica del proceso de fusión real.

Además del método de fundición VAR, se ha desarrollado una tecnología de fundición en cámara fría (CHM) adecuada para la preparación de lingotes de aleaciones de titanio, que puede dividirse en dos tipos según las diferentes fuentes de calor, a saber, fundición en cámara fría por haz de electrones (EBCHM) y fundición en cámara fría por plasma (PACHM). La práctica ha demostrado que la fundición en frío es significativamente mejor que la fundición VAR en la eliminación de inclusiones de alta densidad, inclusiones de baja densidad y la mejora de la uniformidad de la composición, a fin de lograr el "cero defecto" de producción pura de materiales de aleación de titanio y convertirse en un alto rendimiento, de múltiples componentes, indispensable tecnología de fundición para la producción de aleaciones de titanio de alta pureza.

En la actualidad, Estados Unidos ha industrializado la producción de lingotes de aleación de titanio de alta calidad mediante fundición en frío, y el método de fundición en frío se ha incluido en la norma de materiales, como estipula la norma de la empresa GE "Piezas de aleación de titanio Ti-17 forjadas en β de alta calidad": piezas giratorias aleaciones de titanio utilizan preferentemente materiales de grado C, es decir, el hogar frío + fundición al vacío consumible (HM + VAR), grado C puede sustituir a B (tres veces fundición al vacío consumible); otra norma "de alta calidad y de calidad estándar α + β forja "Ti6Al4V piezas de aleación de titanio", etc., también se incluyen en el nivel más alto de materiales "HM+VAR".

La tecnología de fundición en solera fría por haz de electrones consiste en fundir aleaciones de titanio en una cámara de horno de vacío cerrada. En los últimos años, se han realizado avances tecnológicos; se ha mejorado la disposición de la solera para obtener lingotes de diferentes formas (planchas cuadradas, lingotes huecos de paredes gruesas), y para mejorar la eficiencia de la producción; utilizando la tecnología de simulación digital de la fundición, se puede simular con precisión la forma tridimensional del baño de fusión, las condiciones de la interfaz líquido-sólido, las condiciones de la interfaz de la pared lateral y la predicción de la temperatura durante la etapa de solidificación transitoria del lingote.

La American Aerospace Materials Standards Organization ha formulado una norma de materiales para la producción de aleaciones de titanio en un solo hogar frío, a saber, la AMS6945 (teniendo en cuenta la volatilización de los elementos de Al bajo alta presión de vapor en condiciones de alto vacío durante la fundición EBCHM, el contenido de Al debe aumentarse adecuadamente), de modo que una EBCHM La placa Ti6Al4V fundida sustituye a la fundición VAR o a los productos de placa "HM+VAR".

Otro uso importante de la fundición en horno frío por haz de electrones es el reciclaje de residuos de titanio. TIMET ha puesto en marcha un negocio de reciclaje denominado "Toll Melting", que puede proporcionar a los clientes un reciclaje de circuito cerrado de los restos de titanio, y utilizar la fundición EBCHM para convertirlos en lingotes o tochos intermedios y garantizar así que las materias primas de los clientes se devuelven a sus propios productos. En la cadena de suministro, se realiza una gestión de circuito cerrado para reducir aún más los costes.

En 2015, VSMPO instaló un horno de fusión de arco craneal (SAR: Skull Arc Melting), que realizó el reciclaje de residuos de titanio de alto valor añadido (chatarra de titanio, bloques) y obtuvo enormes beneficios económicos. Según las estadísticas, mi país ha equipado cerca de 10 hornos de fundición de solera fría de haz de electrones en los últimos diez años. Están situados en Baoti Group, Baosteel Group, Luoyang Double End Wanji, Yunnan Titanium Industry, Qinghai Juneng Titanium Industry y Panzhihua Yun Titanium Industry, Shaanxi Tiancheng Titanium Industry Enterprise.

En China sólo existen 3 hornos de fusión de solera refrigerados por plasma, que son propiedad del Instituto de Materiales Aeronáuticos de Pekín de China Aerospace, del Instituto de Investigación de Metales de la Academia China de Ciencias y de Baosteel Special Steel. La fundición de solera fría por plasma requiere gas inerte AR o He como medio de fuente de calor. El He es el mejor medio de plasma. La eficiencia térmica obtenida utilizando gas He es alta.

Sin embargo, debido a la falta de recursos de gas de He en mi país, el elevado precio del gas de He provoca unos costes de fundición excesivos. elevados, restringidos durante la producción industrial. Sin embargo, la eficiencia térmica obtenida mediante el uso de gas AR es baja, y el recalentamiento de la masa fundida es pequeño, lo que afecta a la tasa de fundición, dando lugar a un lento desarrollo de la tecnología de fundición de plasma en hogar frío en mi país. En la actualidad, las normas nacionales sobre barras y forjas de aleaciones de titanio de calidad aeronáutica y de rotor (incluidas las normas militares nacionales y la marca de navegación) no se han incluido en el método de fundición en frío.

El instituto nacional de diseño de motores aeronáuticos, el instituto de investigación de aplicaciones de ingeniería y el material de titanio deben aprovecharse al máximo. Los fabricantes, los forjadores, los fabricantes de equipos originales y otras unidades disponen de amplios recursos superiores para formar un grupo de trabajo conjunto que promueva la aplicación de la tecnología de fundición en horno frío en la fabricación de materiales de aleación de titanio de alta calidad para aviación.