[發明專利]一種電子束離心鑄造大尺寸鈦合金管設備及方法

有效

• 申請號: 201811630141.6
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109465419B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 張飛奇;李晗嫣
• 申請（專利權）人: 陜西天成航空材料有限公司
• 主分類號: B22D13/02
• 分類號: B22D13/02;B22D13/10
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 寧文濤

本發明公開了一種電子束離心鑄造大尺寸鈦合金管設備，包括輸料倉，輸料倉的出口處設置有水冷銅床，水冷銅床的一側緊貼輸料倉的出口，用于承接原料，水冷銅床的一端還設置有開口，開口處連接有澆道，還包括水冷銅坩堝，水冷銅坩堝的外部包裹有旋轉水套，澆道伸入水冷銅坩堝內，且與水冷銅坩堝不接觸，能夠得到高品質大尺寸鈦合金管材(直徑1m，長度4m以上)，并且極大節省工時、節約原材料、降低成本，有著廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于鈦合金特種冶煉與離心鑄管技術領域，涉及一種電子束離心鑄造大尺寸鈦合金管設備，本發明還涉及上述一種電子束離心鑄造大尺寸鈦合金管的方法。

背景技術

鈦合金大尺寸管材最常用成型工藝經過熔煉大鑄錠、鍛造管坯、旋壓管材而成，整個過程需要多火次鍛管坯、修磨、機加工、多道次旋壓等工序，其耗費大量鈦合金原材料及能源，使得鈦合金大尺寸管材成本居高不下；甚至受限于壓力能力，更大尺寸的鈦合金管材將難以成型，因此，對于鈦工業急需一種能夠高效節能，又能生產出大型鈦合金管材的設備與方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種電子束離心鑄造大尺寸鈦合金管設備，能夠制備得到高品質大尺寸的鈦合金管。

本發明的另一個目的是提供了上述一種電子束離心鑄造大尺寸鈦合金管的方法。

本發明所采用的技術方案是，一種電子束離心鑄造大尺寸鈦合金管設備，包括輸料倉，輸料倉的出口處設置有水冷銅床，水冷銅床的一側緊貼輸料倉的出口，用于承接原料，水冷銅床的一端還設置有開口，開口處連接有澆道，還包括水冷銅坩堝，水冷銅坩堝的外部包裹有旋轉水套，澆道伸入水冷銅坩堝內，且與水冷銅坩堝不接觸。

本發明第一種技術方案的特點還在于：

其中水冷銅床的正上方通過支架還設置有電子束槍；

其中輸料倉的入口處還設置有推拉板；

其中旋轉水套遠離澆道的一端還設置有進出冷卻水水管；

其中進出冷卻水水管為嵌套式雙層水管，進出冷卻水水管遠離旋轉水套的一端還固定有旋轉密封件；

其中旋轉水套為圓柱形旋轉水套，旋轉水套的外部中心位置還套有齒輪轉動圈，用于結合外部驅動齒輪進行旋轉；

其中齒輪轉動圈的兩側還對稱設置有支撐輪，支撐輪均套與旋轉水套外部。

本發明采用的另外一種技術方案是，一種電子束離心鑄造大尺寸鈦合金管的方法，采用上述一種電子束離心鑄造大尺寸鈦合金管設備，具體步驟如下：

步驟1，將上述裝置放置于爐室內，然后向輸料倉中放入壓制好的鈦合金原材料塊；

步驟2，封閉步驟1中的爐室，開啟冷卻循環水，抽真空至0.133Pa～1.33Pa之間；

步驟3，開啟電子束槍預熱，待電子束槍到達可熔煉狀態時，對輸料倉出口處合金進行加熱熔化，同時輸料倉利用推拉板同步推進原料，熔化速率保持650kg/h～700kg/h，將熔化的鈦合金液體流入水冷水冷銅床；

步驟4，持續用電子束槍進行加熱，然后開啟旋轉水套，待轉速穩定在400r/min～500r/min時，將冶煉好的鈦合金溶液由水冷水冷銅床通過澆道不斷注入到水冷銅坩堝之中；

步驟5，不斷旋轉水冷銅坩堝獲得管坯，同時通過旋轉水套中冷卻水進行冷卻，冷卻水水溫小于35℃，水壓0.3MPa～0.4MPa，齒輪傳動圈為旋轉水套獲得旋轉動力，支撐輪負責離心過程的平穩，進出冷卻水水管道一方面負責循環冷卻水，一方面還裝有水旋轉動密封，保證爐室內真空度；

步驟6，將制好的鈦合金管冷卻3-4h，進行卸料。

本發明的有益效果是