[發明專利]一種鈦合金鑄件的制造方法

有效

• 申請號: 202010214073.6
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111321306B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 劉海濤;賀焱;胡博;李智;鄧斌;焦曉慧;張衛國;姚進軍;馬永健;陳喜鋒
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第十二研究所
• 主分類號: C22B9/20
• 分類號: C22B9/20;B22D1/00;C22C1/02;C22C14/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 曾慶喜

本發明公開了一種鈦合金鑄件的制造方法，包括在鈦鑄錠內預埋合金包，真空熔煉預埋有合金包的鈦鑄錠，待鈦鑄錠和合金包熔化，在坩堝中形成熔池后，采用單向旋轉磁場發生器攪拌熔體，邊攪拌邊將金屬熔液真空澆鑄成型，然后脫殼處理，即制得鈦合金鑄件。本發明鈦合金鑄件制造方法工藝簡單，縮短了鈦合金鑄件的生產流程，減少了熔煉的次數，避免了合金元素在多次熔煉過程中的揮發，提高了鈦合金成分的均勻性，節省了鈦合金鑄件的生產成本。

技術領域

本發明屬于金屬材料制備技術領域，涉及一種鈦合金鑄件的制造方法。

背景技術

鈦合金是以鈦元素為基礎加入其他元素組成的合金，是一種重要的結構金屬，具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點，被廣泛用于各個領域。

鈦合金鑄件常規制造方法是先通過真空自耗電弧爐熔煉出符合設計成分的鈦合金錠，然后再進行多次熔煉，使合金錠中成分均勻，最后把鈦合金錠加工到適合真空凝殼爐鑄造用的尺寸，再通過真空自耗凝殼爐進行重熔后澆鑄鑄件。該制造方法中所用工藝復雜，過程繁瑣，對合金錠進行多次熔煉會造成合金元素的過量燒損，使鈦合金鑄件的化學成分難以控制。

發明內容

本發明的目的是提供一種鈦合金鑄件的制造方法，解決了現有鈦合金鑄件制造方法需對合金錠進行多次熔煉，使合金元素過量燒損的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種鈦合金鑄件的制造方法，包括以下步驟：

步驟1：在鈦鑄錠內預埋合金包；

步驟2：真空熔煉預埋有合金包的鈦鑄錠；

步驟3：待鈦鑄錠和合金包熔化，在坩堝中形成熔池后，采用單向旋轉磁場發生器攪拌熔體；

步驟4：邊攪拌邊將金屬熔液真空澆鑄成型，然后脫殼處理，即制得鈦合金鑄件。

本發明的技術特征還在于，

步驟1中，在鈦鑄錠內預埋合金包，包括在鈦鑄錠上鉆盲孔，將合金包放入盲孔內，用與鈦鑄錠相同材質的片材蓋住盲孔孔口，最后對盲孔孔口進行封焊。

步驟1中，封焊采用氬弧焊完成。

步驟2的具體過程如下：

步驟2.1：將預埋有合金包的鈦鑄錠焊接到真空自耗凝殼爐內的假電極上，使鈦鑄錠底面與坩堝底部距離為30mm～45mm，然后關閉真空自耗凝殼爐；

步驟2.2：對真空自耗凝殼爐進行抽真空處理，使爐內真空度≤2Pa；調節真空自耗凝殼爐的電極氣動壓力為0.5～0.7MPa，冷卻水總水壓為0.4～0.6MPa，坩堝水壓為0.2～0.4MPa，空載電壓為70～80V；

步驟2.3：起弧預熱鈦鑄錠，起弧電壓為30～35V，起弧電流為3000～4000A，預熱電流為5000～6000A，預熱時間為1～1.5min，在坩堝內形成熔池；

步驟2.4：電弧熔煉鈦鑄錠，熔煉過程中，將熔煉電流逐步加大至18000～20000A，控制坩堝進口水溫為17℃～20℃，坩堝出口水溫低于50℃。

單向旋轉磁場發生器安裝在坩堝與水套之間。

步驟3中，單向旋轉磁場發生器攪拌熔體過程中，單向旋轉磁場發生器的電源電壓為12V，電流為2～4A。

步驟4具體包括以下步驟：

步驟4.1：預熱鑄型；

步驟4.2：將預熱后的鑄型移動到真空自耗凝殼爐內，關閉真空自耗凝殼爐，將金屬熔液澆入鑄型中，然后關閉單向旋轉磁場發生器，金屬熔液隨爐冷卻至室溫，從真空自耗凝殼爐中取出鑄型；

步驟4.3：使鑄型中鑄件脫殼，清除鑄件表面雜物，即制得的鈦合金鑄件。