鈦合金真空感應懸浮熔煉工藝虛擬仿真實驗是攀枝花學院建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：鈦合金真空感應懸浮熔煉工藝虛擬仿真實驗
- 建設院校： 攀枝花學院
- 課程負責人： 馬蘭
- 授課教師：王振玲、於玉城、李強、范興平
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
鈦合金真空感，應懸浮熔煉工藝虛擬仿真實驗是“鈦合金及套用”理論課的課內實驗，是面向材料成型及控制工程、材料科學與工程及金屬材料工程相關專業開設的重要實踐課程，也是面向本校其他專業及其他高校學生開設的專業實踐課程。鈦及鈦合金在航空航天，武器裝備、生物、化工等領域有著極其重要的套用，目前已被世界多個軍事強國列為重點發展的21世紀具有戰略意義的新型金屬材料。鑄造成型是鈦合金構件重要的成型方法之一，鈦熔點高(1660C)、活性大，因此對鈦合金熔煉技術提出了更高要求。真空感應懸浮熔煉技術由於坩堝壽命長、對鑄件成分污染少、在電磁攪拌力作用下成分更均勻，因此成為目前高端鈦合金熔煉的先進方法之一。本實驗旨在讓學生掌握真空感應懸浮熔煉設備結構，理解熔煉工作原理，合理選擇和設計熔煉工藝，熔煉澆注出高品質鈦合金鑄件。如果熔煉工藝不合理或設備操作不當，將嚴重影響鈦原料熔化及鑄件質量。因此，掌握寞空感應懸浮熔煉技術，鑄造缺陷形成及控制機理、鑄造缺陷的後處理環節，對於獲得高品質鈦及鈦合金鑄件具有重要的工程意義。
高等學校目前關於開展鈦合金鑄造熔煉實驗存在的問題: (1)開設鈦合金熔煉實驗的學校較少，即使開設的學校，採用的也是小型實驗設備，在熔煉工藝和鑄錠質量上與生產實踐有較大差別; (2)設備昂責、購買數量少，不能滿足所有學生實踐能力培養需要; (3)熔煉過程所需的鈦原料、氬氣、水、電、成本高; (4)熔煉溫度高(1700C左右)，操作複雜，誤操作可能導致設備損壞，甚至出現爆炸危及學生生命等安全事故; (5) 設備的工作原理及動作過程，以及鈦液澆注後形成鈦鑄件內部的缺陷不易觀察。
由於以上原因，極大限制了學生對鈦合金熔煉技術知識系統學習和實踐套用，因此急需開展鈦合金熔煉虛擬仿寞實驗教學項目，調動學生參與實驗學習的積極性，主動性;提升學生工程實踐能力和創新能力，以滿足培養高端鈦合金鑄件生產人才的需求。
教學目標
四川攀西地區富有釩鈦磁鐵礦，鈦儲量居世界第一，攀枝花學院依託區域資源優勢，對接攀西國家戰略資源開發，致力於推動釩鈦技術進步，在材料相關的各專業中打造了釩鈦材料教學及科學研究特色。“鈦合金及套用“是開設的特色專業課之
一，已建設成學堂線上-國家精品線上課程，“鈦合金真空感應懸浮熔煉工藝虛擬仿真實驗”是該門課程的課內實驗。要求學生掌握鈦合金熔鑄技術及缺陷控制。通過本實驗要達到以下教學目標:
(1)認知真空感應懸浮熔煉爐設備結構、用途及特點，能夠正確操作設備，培養學生動手實踐能力;
(2)掌握鈦合金真空感應懸浮熔煉原理、熔煉工藝知識，培養學生理論聯繫實際和工藝設計能力，為畢業後從事相關技術工作打下堅實基礎;
(3)根據鈦合金和鈦基複合材料成分，會選擇適合的原材料;掌握配料計算、備料及加料知識;
(4)了解鈦合金澆注用鑄型(模具)類型和特點;為學生後續澆模具(或鑄型)設計及製造打下基礎;
(5)能識別鈦合金鑄件常見鑄造缺陷類型，綜合運用所學專業理論進行原因分析並提出合理解決方案，培養學生解決複雜工程問題能力;
(6)以典型TC4(Ti-6A1-4V)合金(或(TiC+TiB) /Ti-6A1-4Sn-8Zr-0.8Mo-1 5Nb-1W-0.25Si複合材料)為例開展鑄件生產全過程虛擬仿真實驗，調動學生進行實驗的積極性和主動性，掌握基礎知識同時，培養實踐能力，增強學生創新能力。
