[發(fā)明專利]一種鈦合金大型勻質(zhì)鑄錠的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710383891.7
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107217164B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛江虹;羅斌莉;楊曉康;魏芬絨;劉煦
• 申請（專利權(quán)）人: 西安賽特思邁鈦業(yè)有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C14/00;B22F1/00
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務(wù)所 61219
• 代理人: 張瑞琪

本發(fā)明公開了一種鈦合金大型勻質(zhì)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，輔助支架將模具型腔分成N個格擋；將海綿鈦按照顆粒大小分為大顆粒海綿鈦和小顆粒海綿鈦；將大顆粒海綿鈦、小顆粒海綿鈦分別與中間料進(jìn)行稱料，并將得出N份混合原料，分別倒入N個格擋中，且滿足相鄰兩個格擋內(nèi)的混合原料分別包含大顆粒海綿鈦和小顆粒海綿鈦；將輔助支架從模具型腔取出；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；重復(fù)上述步驟，獲取多個大單重電極塊，組焊為自耗電極，并將自耗電極進(jìn)行2?3次真空自耗熔煉得到均勻性良好的鈦合金大型勻質(zhì)鑄錠；本發(fā)明解決了注定中出現(xiàn)的成分偏析的問題。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于鈦合金熔煉方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦合金大型勻質(zhì)鑄錠的制備方法。

【背景技術(shù)】

在規(guī)模生產(chǎn)實踐中，鈦及鈦合金鑄錠的制備常采用真空自耗重熔法。真空自耗熔煉操作方便，可以有效控制雜質(zhì)元素的含量，經(jīng)過多次重熔可以得到成分均勻的大型鑄錠。

真空自耗熔煉必須預(yù)先制備自耗電極，大型鑄錠相應(yīng)的合金電極塊單重也較大，常采用混料機(jī)對鈦及其合金元素進(jìn)行機(jī)械混合。例如常規(guī)鈦合金Ti-6Al-4V電極塊的制備：將海綿鈦、中間合金、鈦白粉等一起倒入混料機(jī)中，旋轉(zhuǎn)一定時間后，將混合料倒入模具中，壓制成鈦合金電極塊。

混料過程中，存在物料不均勻分布的潛在風(fēng)險，這主要是由原料顆粒尺寸與密度不同所引起的。由于常規(guī)海綿鈦的顆粒大小不等，處于2-25.4mm。合金料(如鋁釩合金)的顆粒較小，一般小于8mm，且部分呈粉末狀。經(jīng)過混料機(jī)混合后，會出現(xiàn)較小顆粒與較大顆粒相對聚集，區(qū)域性分布的現(xiàn)象。裝入模具、壓制成型的過程，在很大程度上并沒有改變這種分布趨勢。糟糕的是小顆粒區(qū)域中包含較多的小顆粒海綿鈦與中間合金料，大顆粒區(qū)域中含有較大顆粒海綿鈦與較少的中間合金料。具備這樣特點的電極塊組焊后，經(jīng)過多次真空自耗熔煉，并不能根本改變原先的區(qū)域分布。可以想象鑄錠的某一部分中，就會存在兩種不同組分的區(qū)域分布，即形成了成分偏析。原先小顆粒聚集的區(qū)域，鈦元素含量較低，合金化元素含量較高，合金的相變點偏低。原先大顆粒聚集的區(qū)域鈦元素含量較高，合金化元素含量較低，合金的相變點偏高。這種成分偏析不會在后續(xù)的熱加工中消除，將一直遺傳到鈦材成品，造成組織不合格，產(chǎn)品報廢。

要制備2-3噸的大型鑄錠，單個電極塊的重量大于100Kg。若直接一次性壓制，上述混料的不均勻性增大，實際生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)成分偏析的現(xiàn)象。因此，大型鑄錠的電極塊，常采用分塊壓制，組焊的方法。但這樣的操作只是降低了成分偏析出現(xiàn)的風(fēng)險，也不能從理論上消除混料過程大小顆粒區(qū)域性分布的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種鈦合金大型勻質(zhì)鑄錠的制備方法，以解決鑄錠中出現(xiàn)的成分偏析的問題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，一種鈦合金大型勻質(zhì)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、將海綿鈦按照顆粒大小分為大顆粒海綿鈦和小顆粒海綿鈦；

步驟2、將大顆粒海綿鈦、小顆粒海綿鈦分別與中間料進(jìn)行稱料，并將得出N份混合原料，分別倒入N個格擋中，且滿足相鄰兩個格擋內(nèi)的混合原料分別包含大顆粒海綿鈦和小顆粒海綿鈦；

步驟3、將輔助支架從模具型腔取出；

步驟4、啟動壓機(jī)，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(fù)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(jìn)行2-3次真空自耗熔煉得到均勻性良好的鈦合金大型勻質(zhì)鑄錠。