[發(fā)明專利]一種鈦鎳合金大型鑄錠的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710383554.8
• 申請(qǐng)日: 2017-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107245606B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛江虹;牛中杰;楊曉康;胡琦;薛颯;賈兵然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安賽特思邁鈦業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C22C19/03
• 分類號(hào): C22C19/03;C22C14/00;C22C1/02
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務(wù)所 61219
• 代理人: 張瑞琪

本發(fā)明公開(kāi)了一種鈦鎳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(gè)格擋；以3?12.7mm的海綿鈦、方形塊電解鎳為原料，按照待制備鈦鎳合金的成分配比，進(jìn)行配料，得出N份混合原料；將每份混合原料均倒入對(duì)應(yīng)的每個(gè)格擋中；將輔助支架從模具型腔取出；一次性立式壓制成鈦鎳合金熔煉用電極塊；重復(fù)上述步驟，得到多個(gè)鈦鎳合金熔煉用電極塊，并組焊成自耗電極，進(jìn)行真空熔煉得到鈦鎳合金大型鑄錠；本發(fā)明可生產(chǎn)出等原子比、合金成分均勻、雜質(zhì)含量低的大型鈦鎳合金鑄錠。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于鈦鎳合金熔煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種等原子比鈦鎳合金大型鑄錠的制備方法。

【背景技術(shù)】

鈦鎳基形狀記憶合金是20世紀(jì)六十年代興起的一種具有形狀記憶、超彈性和高阻尼三大特性的新型金屬功能材料，同時(shí)還具有優(yōu)良的生物相容性，應(yīng)用已遍及電子、機(jī)械、宇航、能源、醫(yī)療衛(wèi)生及生活日用品等領(lǐng)域。

等原子比Ti-Ni合金材料的主要技術(shù)性能是超彈性和形狀記憶效應(yīng)，包括合金相變點(diǎn)、恢復(fù)應(yīng)力和恢復(fù)率等參數(shù)，化學(xué)成分是影響合金性能的最敏感因素。對(duì)于等原子比的Ti-Ni合金，Ni含量每變化0.1at％時(shí)，合金的相變點(diǎn)改變約10℃；當(dāng)Ni含量小于50.5at％時(shí)，Ti-Ni合金的超彈性較差；Ni含量越高，超彈性性能越好，但Ni含量超過(guò)51at％時(shí)，合金會(huì)變脆。合金的化學(xué)成分必須在0.04at％Ni范圍內(nèi)準(zhǔn)確控制，熔煉技術(shù)是鈦鎳合金制備的第一大難點(diǎn)。

生產(chǎn)實(shí)踐中，等原子比鈦鎳合金鑄錠一般采用中頻真空感應(yīng)熔煉的方式獲得。雖然這種方法能夠得到組織均勻，成分配比合適的鑄錠。但是由于熔煉設(shè)備本身及熔煉工藝的限制，只能制備20kg左右的小型鑄錠。且由于合金的流動(dòng)性較差，以及澆注條件的限制，不可避免地產(chǎn)生氣孔、冷隔等缺陷。最近研究的真空感應(yīng)與真空自耗熔煉相結(jié)合的方法，可以綜合兩種熔煉方法的優(yōu)勢(shì)，制備出100kg以上的鑄錠。但要實(shí)現(xiàn)成分符合要求的更大的500-1000kg鈦鎳合金鑄錠，并能穩(wěn)定生產(chǎn)，仍然是一重大課題。

隨著鈦鎳合金應(yīng)用范圍及需求的不斷擴(kuò)大，材料性能的均勻穩(wěn)定性也有了更高的要求，為提高材料的生產(chǎn)效率及批次穩(wěn)定性，大型鑄錠的研制必然的趨勢(shì)。真空自耗熔煉是鈦合金普遍采用的熔煉方法，通過(guò)自耗電極的焊接、多次熔煉可以得到更加潔凈的大型鑄錠。但對(duì)于鈦鎳合金，原材料的形狀、電極塊布料方式、熔煉工藝等方面都將影響到真空自耗熔煉獲得成分均勻、潔凈的大型等原子鈦鎳鑄錠的成敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種鈦鎳合金大型鑄錠的制備方法，以生產(chǎn)出等原子比、合金成分均勻、雜質(zhì)含量低的大型鈦鎳合金鑄錠。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，一種鈦鎳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(gè)格擋，其中N≥4為正整數(shù)；

該制備方法具體包括以下步驟：

步驟1、以3-12.7mm的海綿鈦、方形塊電解鎳為原料，按照待制備鈦鎳合金的成分配比，進(jìn)行配料，得出N份混合原料；

步驟2、將每份混合原料均倒入對(duì)應(yīng)的每個(gè)格擋中；

步驟3、將輔助支架從模具型腔取出；

步驟4、啟動(dòng)壓機(jī)，一次性立式壓制成鈦鎳合金熔煉用電極塊；

步驟5、重復(fù)執(zhí)行步驟1至步驟4，得到多個(gè)鈦鎳合金熔煉用電極塊，并組焊成自耗電極，進(jìn)行真空熔煉得到鈦鎳合金大型鑄錠。

進(jìn)一步地，方形塊電解鎳通過(guò)以下方法制得：將電解鎳板軋制為6-8mm厚的板材，沖剪成邊長(zhǎng)8-10mm的方形塊，清洗干凈并烘干得到方形塊電解鎳。

進(jìn)一步地，海綿鈦等級(jí)為0級(jí)海綿鈦、電解鎳等級(jí)為Ni9999電解鎳。