[發(fā)明專利]一種使用雙聯(lián)工藝將TA10殘料制備成鑄錠的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010773105.6
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111842855B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 贠鵬飛;廖強;母果路;弋可;張哲;李維;張智;劉華;李輝
• 申請（專利權）人: 西部鈦業(yè)有限責任公司
• 主分類號: B22D23/10
• 分類號: B22D23/10
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務所 61213
• 代理人: 魏法祥

本發(fā)明公開了一種使用雙聯(lián)工藝將TA10殘料制備成鑄錠的方法，該方法包括以下步驟：一、將TA10殘料在電子束冷床爐內(nèi)進行布料，然后進行電子束冷床熔煉，得到電子束冷床熔煉鑄錠；二、將電子束冷床熔煉鑄錠進行兩次真空自耗電極電弧熔煉，得到TA10鑄錠。本發(fā)明將TA10殘料通過電子束冷床熔煉和真空自耗電極電弧熔煉的雙聯(lián)工藝制備出TA10鑄錠，通過布料和控制雙聯(lián)工藝的工藝參數(shù)，保證了TA10鑄錠中各元素分布均勻，提高了TA10殘料的利用率，降低了TA10鑄錠的生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，本發(fā)明的TA10鑄錠符合國標要求，在后續(xù)加工過程不存在開裂，表面起皮等現(xiàn)象。

技術領域

本發(fā)明屬于鈦合金技術領域，具體涉及一種使用雙聯(lián)工藝將TA10殘料制備成鑄錠的方法。

背景技術

TA10(Ti-0.3Mo-0.8Ni)合金是為了改善純鈦的縫隙腐蝕性能而研制的一種低合金化Ti-Mo-Ni系近α合金，美國的相近牌號為Gr.12。該合金中含有質(zhì)量分數(shù)為0.3％的Mo和質(zhì)量分數(shù)為0.8％的Ni，不僅強化了合金，而且對高溫、低PH值氯化物或弱還原性酸具有良好的抗縫隙腐蝕性能，其耐蝕性顯著優(yōu)于純鈦而接近TA9合金。TA10合金具有良好的工藝塑性和焊接性能，在化工行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛的應用。該合金可在退火狀態(tài)下使用，其主要產(chǎn)品有板材、棒材、管材、鍛件和絲材。

由于鈦的加工特點，生產(chǎn)工藝復雜、加工流程長、成品率低致使加工過程產(chǎn)生了大量鈦及鈦合金塊狀和屑狀殘廢料。這一直是困擾著鈦工業(yè)發(fā)展的一個重大問題。世界各國投入了大量的人力、物力研究鈦及鈦合金殘廢料的回收處理技術，并取得了一系列的成果，部分鈦廢料經(jīng)過回收處理后再利用，達到了節(jié)約資源，降低成本的目的。

常規(guī)的TA10殘料熔煉方法有兩種：第一種方法是將TA10殘料焊接成電極，進行真空自耗電極電弧熔煉，主要存在以下問題：①該方法需要講鈦殘料經(jīng)過焊接制成特定形狀的自耗電極，回收方式工序繁雜，生產(chǎn)效率低；②焊接大多采用鎢極氬弧焊或鎢極等離子焊進行，焊接過程中存在高密度雜質(zhì)進入的風險，焊點有鎢夾雜的風險；③要經(jīng)過焊接電極方能進行熔煉，再加上真空自耗電極電弧熔煉本身的特點，產(chǎn)品中無法完全排除高密度夾雜和低密度夾雜的存在，后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量無法保證；④電極焊接而成，熔煉時有開裂的風險，增加電極與坩堝起弧的風險，存在重大的安全隱患；⑤回收后鑄錠需要經(jīng)過后期鍛造制成相應的管、板、棒坯，使整個回收流程增加，達不到提高效率與降低成本的目的；第二種方法是采用電子束冷床熔煉，電子束冷床熔煉不需要焊接電極，回收除雜能力強，在減少高密度夾雜和低密度夾雜能力上遠遠超過真空自耗熔煉技術，但主要存在以下問題：①電子束冷床熔煉起槍制底需要一段時間，造成頭尾部分成分與正常熔煉階段有差異；②電子束冷床熔煉溫度高，不利于含低熔點元素的鈦合金殘料回收；③電子束冷床熔煉過程中攪拌程度較弱，無穩(wěn)弧攪拌，生產(chǎn)出的鈦合金鑄錠成分均勻性得不到保障，容易造成偏析；④電子束冷床熔煉直接將TA10殘料熔煉的鑄錠軋制到成品時起皮和裂紋嚴重；⑤國內(nèi)主要使用電子束冷床熔煉回收純鈦殘料，回收鈦合金殘料尚處于試驗階段。因此常規(guī)的方法已不適用于屑料回收制備鈦合金鑄錠。

西北有色金屬研究院公開了一種鈦及鈦合金屑狀廢料的電子束冷床熔煉回收方法，在500KW功率電子束冷床爐上將15kg純鈦屑料熔出一個Φ215mm的小圓柱錠試樣，純屑料經(jīng)壓制電極、焊接成電極后經(jīng)兩槍電子束爐直接熔化流入結晶器冷凝。但在實際生產(chǎn)中采用一次電子束冷床熔煉制備TA10鑄錠，板材軋制到成品時，會出現(xiàn)大面積起皮問題。因此需要一種將TA10殘料制備成加工性能穩(wěn)定的鑄錠的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種使用雙聯(lián)工藝將TA10殘料制備成鑄錠的方法。該方法通過電子束冷床熔煉和真空自耗電極電弧熔煉的雙聯(lián)工藝將TA10殘料制備成TA10鑄錠，通過控制雙聯(lián)工藝的工藝參數(shù)和控制在電子束冷床爐內(nèi)布料的方式，保證了TA10鑄錠中各元素分布均勻，提高了TA10殘料的利用率，降低了TA10鑄錠的生產(chǎn)成本。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案為：一種使用雙聯(lián)工藝將TA10殘料制備成鑄錠的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：