[發(fā)明專利]一種含微量元素鈦合金大型鑄錠的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710383525.1
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107297485A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 毛江虹;羅斌莉;楊曉康;魏芬絨;劉煦
• 申請（專利權）人: 西安賽特思邁鈦業(yè)有限公司
• 主分類號: B22D23/10
• 分類號: B22D23/10;B22F3/02;C22C1/02;C22C14/00
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所61219
• 代理人: 張瑞琪

【技術領域】

本發(fā)明屬于鈦合金熔煉方法技術領域，尤其涉及一種含微量元素鈦合金大型鑄錠的制備方法。

【背景技術】

為滿足特定的顯微組織、性能的需求，在鈦中加入不同的合金元素，化合形成多種牌號的鈦合金。鈦的合金化是鈦材自身性能，以及應用領域拓展的主要方法。其中一些含量較少的微量元素，可以在耐蝕、抗蠕變、減少脆性相生成等方面對鈦合金有幫助。

一般情況下，鈦的合金元素的加入沒有苛刻的方法和要求。但對于微量元素，含量在1％左右，均勻性要求又很高，又是大型鑄錠的情況下。采用真空自耗熔煉，其電極塊的布料方法就要特別注意。由于布料不合理，就會導致合金中該元素的含量不均等，引起材料性能的差異。

通常的處理方法，壓制較小單重的電極塊，采用橫式壓制法，將稱好的微量元素置于混合料的中間(混合料分兩次倒入，微量元素在中間放入)。要制備大型鑄錠，只能通過小電極塊的拼焊，再多次重熔得到。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種含微量元素鈦合金大型鑄錠的制備方法，以避免制備大型鑄錠時需要小電極塊拼接并多次重熔的問題。

本發(fā)明采用以下技術方案，一種含微量元素鈦合金大型鑄錠的制備方法，該方法中使用模具型腔，模具型腔內(nèi)放置有可拆卸的輔助支架，輔助支架用于將模具型腔內(nèi)部空間分成水平排布的N個格擋，其中N≥16為正整數(shù)；

該制備方法具體包括以下步驟：

步驟1、以海綿鈦、中間合金為原料，按照待制備鈦合金的名義成分進行稱料、配料，得到N份混合原料，并準備N份微量元素粉；

步驟2、將每份混合原料的一半均倒入其對應的格擋內(nèi)，將每份微量元素粉倒入其對應的格擋內(nèi)，再將每份混合原料剩余的一半均倒入其對應的格擋內(nèi)；

步驟3、將輔助支架從模具型腔取出；

步驟4、啟動壓機，采用短行程立式壓制將模具型腔內(nèi)的混合原料一次性壓制成大單重電極塊；

步驟5、重復執(zhí)行步驟1至步驟4，獲取多個大單重電極塊，組焊為自耗電極，并將自耗電極進行2-3次真空自耗熔煉得到含微量元素鈦合金大型鑄錠。

進一步地，每個格擋在水平方向上的長邊尺寸為60-120mm。

進一步地，輔助支架包括多個豎直且相互交叉設置的支板，每個支板的材料均為純鈦或鈦合金Ti-6Al-4V。

進一步地，輔助支架的每個支板的豎直截面為：上部為矩形，且下部的厚度逐漸減小呈楔形。

進一步地，步驟4中得到的電極塊，其壓制方向上的長度小于垂直壓制方向上的長度。

進一步地，步驟4中電極塊單重為100-180Kg。

進一步地，壓機選用3500T液壓機。

本發(fā)明的有益效果是：通過一次性壓制均勻性較好、單重大于100Kg的電極塊，有效地解決了含微量元素大型鑄錠制備的難題，相對分塊壓制在組焊的方法，提高了工作效率，輔助支架的使用將物料預先分為若干份，有利于電極布料的均勻性，特別是微量元素的均勻分布，為后續(xù)熔煉得到均勻性良好的大型鑄錠奠定基礎。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明實施例中輔助支架將模具型腔劃分為十六份及支板橫截面的結構示意圖。

【具體實施方式】

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。

本發(fā)明公開了一種含微量元素鈦合金大型鑄錠的制備方法，該方法尤其適用于真空自耗熔煉制備2-3噸大型鈦合金鑄錠。如圖1所示，該方法中使用模具型腔，模具型腔內(nèi)放置有可拆卸的輔助支架，輔助支架用于將模具型腔內(nèi)部空間分成水平排布的N個格擋，其中N≥16為正整數(shù)。輔助支架可以根據(jù)電極塊的單重、配料元素的具體要求、模具型腔的規(guī)格等條件設計不同的結構和劃分不同的份數(shù)。

另外，輔助支架可以設置為方格形，在處理微量元素均勻性問題時，每個格擋在水平方向上的長邊尺寸為60-120mm。輔助支架包括多個豎直且相互交叉設置的支板，為了適應鈦材的工裝條件，輔助支架的每個支板的材料均為純鈦或常用鈦合金Ti-6Al-4V，為了方便取出，不粘連物料，輔助支架板材的橫截面為上寬下窄的斜面型，即輔助支架的每個支板的豎直截面為：上部為矩形，且下部的厚度逐漸減小呈楔形。

該制備方法具體包括以下步驟：

步驟1、以海綿鈦、中間合金為原料，按照待制備鈦合金的名義成分與格擋的數(shù)目，進行稱料、配料，得到N份混合原料，并準備N份微量元素粉。