[發明專利]電子束冷床爐熔煉TC4合金鑄錠的加工方法

在審

• 申請號: 201811044953.2
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109136596A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 杜彬;張志斌;周武;王福清;錢光凝
• 申請（專利權）人: 青海聚能鈦金屬材料技術研究有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C21D9/00;C22C1/10;C22C14/00;C22F1/18;B21B1/38
• 代理公司: 濟南千慧專利事務所(普通合伙企業) 37232
• 代理人: 吳紹群

本申請公開了一種電子束冷床爐熔煉TC4合金鑄錠的加工方法，所述方法包括如下步驟：利用電子束冷床爐一次熔煉得到TC4合金鑄錠；對TC4合金鑄錠進行直軋處理，得到TC4合金板材。本發明方法獲得的TC4合金板材終態組織為等軸組織，且晶粒度細小，其力學性能穩定性優異，并且該方法不包括鍛造步驟，具有加工路線短的優點，尤其適用于大規格寬幅板材的制備。本發明為電子束冷床爐熔煉TC4合金的應用提供了穩定性和可靠性的保障。

技術領域

本發明涉及鈦合金領域，具體說是一種電子束冷床爐熔煉TC4合金鑄錠的加工方法及TC4合金板材。

背景技術

鈦合金因其優良的耐蝕性、低密度、高比強度及較好的韌性和焊接性等一系列優點，在航空航天、石油化工、海洋船舶、汽車、醫藥等部門都得到成功的應用。

真空自耗電弧熔煉法(VAR)是制備鈦合金鑄錠的主導工藝方法，但是VAR鑄錠的質量水平限制了其在航空航天等高端領域的應用。為了獲得航空發動機用高潔凈度優質鈦合金材料，電子束冷床熔煉法(EBCHM)的應用是正確的選擇。美國對于EBCHM熔煉鈦合金的技術已成熟，EB法一次生產的Ti6Al4V合金(TC4合金)已被制成了從裝甲到體育休閑的多種工業產品，并正向航空領域過渡。美國空軍曾自主采用EB爐一次熔煉的TC4扁錠生產的板材進行系統研究，目的是替代多次VAR板材產品，在軍用和民用領域得到了推廣應用。

與國際先進水平相比，我國EBCHM法的應用尚處于摸索、起步階段，由于EB熔煉爐的普及，越來越多的技術人員關注冷床爐制備鈦合金鑄錠，特別是應用最為廣泛的TC4合金。因此，亟需一種適用于電子束冷床爐熔煉TC4合金鑄錠的加工方法，同時提升電子束冷床爐熔煉TC4合金鑄錠的加工品質。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電子束冷床爐熔煉TC4合金鑄錠的加工方法，該方法獲得的TC4合金板材終態組織為等軸組織，且晶粒度細小，其力學性能穩定性優異，并且該方法不包括鍛造的步驟，具有加工路線短的優點，尤其適用于大規格寬幅板材的制備。本發明為電子束冷床爐熔煉TC4合金的應用提供了穩定性和可靠性的保障。

本發明采取的技術方案是：

電子束冷床爐熔煉TC4合金鑄錠的加工方法，包括如下步驟：利用電子束冷床爐一次熔煉得到TC4合金鑄錠；

對TC4合金鑄錠進行直軋處理，得到TC4合金板材。

進一步地，所述直軋處理包括在第一溫度軋制得到第一板材、在第二溫度軋制得到第二板材的步驟。

進一步地，所述直軋處理還包括在第三溫度軋制得到第三板材、在第四溫度軋制得到第四板材的步驟。

進一步地，所述直軋處理包括縱向軋制或橫-縱交叉軋制的步驟，優選，橫-縱交叉軋制；

進一步地，所述橫-縱交叉軋制包括在得到第二板材后換向，和/或，在得到第三板材后換向，和/或，在得到第四板材后換向的步驟。

進一步地，所述第一板材的軋制方向為鑄錠凝固方向。

本發明的縱向軋制方向為鑄錠凝固方向。以鑄錠規格H(厚度)×B(寬度)×L(長度)為例，L(長度)方向為鑄錠連續凝固成形方向，即縱向；B(寬度)向則為橫向。

進一步地，所述橫-縱交叉軋制為軋制時橫向軋制和縱向軋制交替進行，所述縱向軋制的方向為鑄錠凝固方向，所述橫向軋制的方向為垂直于鑄錠凝固方向的鑄錠寬度方向。

進一步地，橫-縱交叉軋制的具體操作方式如下：

1)在第一溫度下，縱向軋制(沿著鑄錠凝固方向)得到第一板材；

2)在第二溫度下，第一板材水平旋轉90°，進行橫向軋制(沿著初始鑄錠的寬度方向)得到第二板材；優選的，進行橫向軋制前，第一板材經表面處理及/或切分；