[發(fā)明專利]一種用于高速軋制大盤重Ti-6Al-4V合金盤條的方坯及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011281825.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN112609086B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘海;黃海廣;李金剛;肖永江;姜浩;楊超;黃曉慧;張浩澤;余堃;高榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南鈦業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): C22B9/20
• 分類號(hào): C22B9/20;C22C1/03;C22C14/00;B21J5/00
• 代理公司: 昆明正原專利商標(biāo)代理有限公司 53100
• 代理人: 徐玲菊;于洪

1.一種用于高速軋制大盤重Ti-6Al-4V合金盤條的方坯的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟（1），包合金包：TC4合金的名義化學(xué)成分準(zhǔn)備原料；其中，以6.1～6.5wt%計(jì)算Al元素的質(zhì)量百分比；

步驟（2），電極壓制：將步驟（1）原料中的海綿鈦均分成N份，將除海綿鈦以外的其它原料分成N-1份合金包，然后在模具中，從上到下，按照每?jī)煞莺＞d鈦之間放置一份合金包進(jìn)行鋪料，接著壓制，形成電極塊；

步驟（3），焊接一次電極：將步驟（2）壓制好的電極塊進(jìn)行烘干，烘干后再進(jìn)行焊接；焊接電極塊時(shí)采用爐外等離子氬弧焊的焊接方式把6～7塊電極塊焊接成長(zhǎng)電極，作為一次自耗電極；

步驟（4），一次裝爐及抽真空：將步驟（3）得到的一次自耗電極裝入真空自耗爐中，一次自耗電極與真空自耗爐中坩堝間隙不小于30mm；在一次自耗電極頂端平面放顆粒料海綿鈦?zhàn)鳛槠鸹×希_定電極裝好后進(jìn)行封爐，封爐完成后分別來啟將抽真空至爐內(nèi)的真空度低于6.7Pa；

步驟（5），一次爐內(nèi)焊接及抽真空：將一次自耗電極與電極桿連接部分的輔助電極焊接牢固；焊接工藝參數(shù)：弧電壓為25～35V，弧電流為3.0～5.0kA，焊接時(shí)間為30～50s；焊接后冷卻，然后進(jìn)行爐內(nèi)放氣；調(diào)整電極桿的升降，使一次自耗電極的底面在法蘭平面之上200mm；在坩堝底平面放海綿鈦?zhàn)鳛橐×希缓蠓鉅t，抽真空至爐內(nèi)的真空度低于3Pa；

步驟（6），一次引弧熔煉及冷卻：起弧后，控制5～8min內(nèi)使鈦液占滿全熔池，引弧期的電弧電流僅為正常熔煉的25%～60%；引弧完成后進(jìn)入正常熔煉期，正常熔煉期的熔煉電壓為30～33V，熔煉電弧電流為7.0～8.0KA；正常熔煉期結(jié)束后，充氬冷卻，出爐，得到一次VAR鑄錠；

步驟（7），清洗平頭：清洗一次VAR鑄錠的表面污物及雜質(zhì)，然后對(duì)清洗后的一次VAR鑄錠進(jìn)行平頭處理，將一次VAR鑄錠兩端頭車平；

步驟（8），焊接二次電極：采用爐外等離子氬弧焊的焊接方式將3根一次VAR鑄錠焊接在一起形成一根長(zhǎng)電極，作為二次自耗電極；

步驟（9），二次裝爐及抽真空：將步驟（8）得到的二次自耗電極裝入真空自耗爐中，二次自耗電極與真空自耗爐中坩堝間隙不小于30mm；在上平面中心放置海綿鈦?zhàn)鳛橐×希鉅t后，抽真空至爐內(nèi)的真空度低于3Pa；

步驟（10），二次爐內(nèi)焊接及抽真空：將二次自耗電極與電極桿連接的輔助電極焊接牢固；焊接工藝參數(shù)：焊接電壓為20～30V，焊接電流為2.0～5.0kA，焊接時(shí)間為60～90s；焊接完成后沖氬冷卻，然后進(jìn)行爐內(nèi)放氣；調(diào)整電極桿的升降，使二次自耗電極的底面在法蘭平面之上200mm；在坩堝底平面上放海綿鈦?zhàn)鲆×希缓蠓鉅t，抽空至爐內(nèi)的真空度低于3Pa；

步驟（11），二次引弧熔煉及冷卻：起弧后，控制3～6min內(nèi)使鈦液占滿全熔池，引弧期的電弧電流為正常熔煉的25%～60%；引弧完成后進(jìn)入正常熔煉期，正常熔煉期的熔煉電壓為32～34V，熔煉電弧電流為9.0～10.0KA；正常熔煉期結(jié)束后進(jìn)行補(bǔ)縮，補(bǔ)縮至鑄錠尾部平整光滑；補(bǔ)縮結(jié)束后3～5min，充氬冷卻，出爐，得到二次VAR鑄錠；

步驟（12），扒皮：將二次VAR鑄錠自然冷卻至室溫后進(jìn)行扒皮處理去除以鑄錠表層氧化皮及缺陷，得到TC4鈦合金圓光錠；

步驟（13），加熱：先將對(duì)TC4鈦合金圓光錠放于加熱爐中進(jìn)行加熱，加熱時(shí)，以6.4℃/min的升溫速率從室溫逐漸升溫至1000～1200℃，加熱溫度下允許的最長(zhǎng)保溫時(shí)間應(yīng)4h，達(dá)到要求的保溫時(shí)間后將熱的光錠坯料吊出鍛造，得到用于高速軋制大盤重Ti-6Al-4V合金盤條的方坯。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速軋制大盤重Ti-6Al-4V合金盤條的方坯的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的原料包括鋁釩中間合金、海綿鈦、鋁豆和鋁箔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速軋制大盤重Ti-6Al-4V合金盤條的方坯的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，將步驟（1）原料中的海綿鈦均分成3份，將除海綿鈦以外的其它原料分成2份合金包，然后在模具中，從下到上按照海綿鈦、合金包、海綿鈦、合金包、海綿鈦的順序進(jìn)行鋪料，接著壓制，形成電極塊；壓制過程中，單位壓力從0升至18MPa，在18MPa的單位壓力下保壓15～20s后泄壓。