[發(fā)明專利]一種WSTi2815SC阻燃鈦合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410749258.1
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104498770A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賴運金;雷強;張維;王曉亮;馬凡蛟;羅文忠;劉向宏;馮勇;張平祥
• 申請（專利權(quán)）人: 西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C30/00;C22C1/03;C22B9/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有色金屬技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明涉及一種WSTi2815SC阻燃鈦合金，本發(fā)明還涉及該鈦合金的制備方法。

背景技術(shù)

WSTi2815SC名義成分為Ti-28V-15Cr-0.4Si-0.1C，是一種高穩(wěn)定β型阻燃鈦合金，與Alloy?C合金同屬于Ti-V-Cr系列阻燃鈦合金。WSTi2815SC合金具有良好的室溫塑性、蠕變強度、高溫強度和比屈服強度，以及具有良好的抗燃燒性能，是重要的航空發(fā)動機用功能材料。

由于WSTi2815SC合金中含有超過40％的合金元素，混布料難均勻，電極強度也難以保證，而且釩、鉻和硅的熔點都比鈦高，合金元素的配入方式和熔煉工藝是WSTi2815SC合金制備的關(guān)鍵。采用常規(guī)純金屬加海綿鈦和合金包配料再采用2次真空自耗熔煉的工藝無法保證WSTi2815SC合金成分的均勻性，極易形成釩、鉻偏析和釩、鉻不熔塊等冶金缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種WSTi2815SC阻燃鈦合金。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種WSTi2815SC阻燃鈦合金的制備方法，解決了現(xiàn)有方法熔煉WSTi2815SC合金無法保證合金成分的均勻性，易產(chǎn)生偏析和不熔塊缺陷的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種WSTi2815SC阻燃鈦合金，按照質(zhì)量百分比由以下組份組成：V?24％～32％，Cr?12％～18％，Si?0.1％～0.6％，C?0.05％～0.14％，余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明所采用的另一個技術(shù)方案是：一種WSTi2815SC阻燃鈦合金的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：采用釩含量為37.5％±0.5％的釩鉻合金、硅含量為50％±0.5％的鈦硅合金、碳粉和小顆粒海綿鈦進行單塊電極混料，并用液壓機壓制成電極塊；

步驟2：用夾具夾緊步驟1得到的電極塊，采用非鎢極氬氣保護等離子箱將多個電極塊焊接成一個電極；

步驟3：采用真空自耗電弧爐對步驟2得到的電極進行多次真空熔煉，熔前真空度≤1.5Pa，漏氣率≤0.8Pa/min，熔煉電壓30～41V，熔煉電流12～24kA，穩(wěn)弧電流6.0～16.0A，冷卻時間4～10h，得到WSTi2815SC阻燃鈦合金。

本發(fā)明的特點還在于，

步驟1中壓制的壓強為20～35MPa，壓制時間4～10秒。

步驟1中四種原材料按照釩鉻合金、鈦硅合金、碳粉、海綿鈦四種原材料按照V?24％～32％，Cr?12％～18％，Si?0.1％～0.6％，C?0.05％～0.14％的成分配比配料并混合均勻。

步驟1中小顆粒海綿鈦的粒徑為0.83～12.7mm。

步驟2中電極優(yōu)選為圓柱形。

步驟3中真空熔煉的次數(shù)為3～5次。

真空熔煉依次為：

一次熔煉：坩堝規(guī)格Φ280～Φ440mm，熔前真空度≤1.5Pa，漏氣率≤0.8Pa/min，熔煉電壓33～41V，熔煉電流13～20kA，穩(wěn)弧電流直流8.0～12.0A，冷卻時間4～6h；

二次熔煉：坩堝規(guī)格Φ440～Φ560mm，熔前真空度≤1.5Pa，漏氣率≤0.8Pa/min，熔煉電壓30～40V，熔煉電流12～20kA，穩(wěn)弧電流交流6.0～12.0A，冷卻時間4～6h；

三次熔煉：坩堝規(guī)格Φ520～Φ620mm，熔前真空度≤1.0Pa，漏氣率≤0.5Pa/min，熔煉電壓30～40V，熔煉電流14～20kA，穩(wěn)弧電流交流10.0～16.0A，冷卻時間4～7h。

在第三次真空熔煉后增加第四次真空熔煉：坩堝規(guī)格Φ560～Φ640mm，熔前真空度≤1.0Pa，漏氣率≤0.5Pa/min，熔煉電壓30～40V，熔煉電流15～24kA，穩(wěn)弧電流交流10.0～16.0A，冷卻時間5～8h。

在第四次真空熔煉后增加第五次真空熔煉：坩堝規(guī)格Φ640～Φ720mm，熔前真空度≤0.5Pa，漏氣率≤0.5Pa/min，熔煉電壓35～40V，熔煉電流22～30kA，穩(wěn)弧電流交流10.0～16.0A，冷卻時間7～10h。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種WSTi2815SC阻燃鈦合金的制備方法，通過改變合金元素的添加方式來提高大型鑄錠的成分均勻性，在熔煉過程中，通過提高熔煉電流和增加熔煉次數(shù)，以達到均勻化成分的目的，解決了現(xiàn)有方法熔煉WSTi2815SC合金無法保證合金成分的均勻性，避免高熔點元素釩、鉻和硅形成宏觀偏析和不熔塊等冶金缺陷的問題，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。