[發(fā)明專利]一種鈦合金報廢輔助電極回收再利用的方法

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• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113355514A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉鵬;何濤;潘彥杰;孫治中;何永勝;羅文忠;劉向宏
• 申請（專利權(quán)）人: 西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B9/21;B23P17/04
• 代理公司: 西安新動力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61245
• 代理人: 胡維

本發(fā)明屬于鈦合金熔煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鈦合金報廢輔助電極回收再利用的方法：對報廢輔助電極表面進行噴丸處理；沿報廢輔助電極的導(dǎo)電面鋸切，去除卡頭；將報廢輔助電極由下至上裝配在坩堝中，且位于上方的報廢輔助電極的直徑不大于位于下方的報廢輔助電極的直徑；將裝配好輔助電極的坩堝放入到真空自耗電弧爐的熔化站，封爐抽空；控制真空自耗電弧爐爐內(nèi)真空度及漏率，打開電源進行爐內(nèi)焊接，控制焊接電流、焊接電壓、穩(wěn)弧電流及焊接時長，完成焊接后冷卻0.5h以上；開爐放氣；封爐抽空，控制真空度及漏率，起弧熔煉直至熔煉結(jié)束，冷卻4h以上出爐，得到回收后的鑄錠；將回收后的鑄錠經(jīng)平頭和扒皮處理后，再經(jīng)過鍛造作為新的輔助電極使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈦合金熔煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及鈦合金報廢輔助電極，具體涉及一種鈦合金報廢輔助電極回收再利用的方法。

背景技術(shù)

鈦合金具有高比強、高耐蝕、親生物等特性，被稱為第三金屬、海洋金屬、航空金屬和未來金屬。目前，世界上只有美國、日本、俄羅斯可以進行鈦的規(guī)模化生產(chǎn)，中國是第四個擁有完整鈦工業(yè)體系的國家。鈦金屬被廣泛應(yīng)用于航天、航空、化工、石油、化學(xué)、電力、冶金、醫(yī)藥以及海洋工程、地?zé)峁こ獭⒅评涔I(yè)、體育、旅游等領(lǐng)域。鈦合金最普遍的生產(chǎn)方式就是真空自耗電弧熔煉(即VAR熔煉)，此外，還有電子束冷爐床熔煉、等離子束冷爐床熔煉等。

對于真空自耗電弧熔煉而言，鈦及鈦合金一般要進行2次或3次熔煉。第一次熔煉主要目的是合金化，通過輔助電極與一次自耗電極焊接后，在水冷坩堝中完成熔煉和凝固；第二次和第三次熔煉主要目的是成分均勻化，通過輔助電極與二次或三次的自耗電極焊接后，在水冷坩堝中完成熔煉和凝固。可以看出，輔助電極和水冷坩堝是真空自耗熔煉過程中必不可少的兩類工模具。水冷坩堝可以反復(fù)使用，而輔助電極使用一次則會損耗一些，長度變短，直至報廢，屬于耗材類的工模具。

實際生產(chǎn)中，為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，往往根據(jù)自耗電極的規(guī)格、牌號，需要使用與之匹配的輔助電極。因此，輔助電極儲備量、消耗快，是真空自耗電弧熔煉過程關(guān)鍵控制因素之一。而現(xiàn)有技術(shù)中，輔助電極隨著使用，不斷消耗，使得最終的長度無法滿足生產(chǎn)需求則報廢處理，造成了成本損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種鈦合金報廢輔助電極回收再利用的方法，從而通過報廢輔助電極回收的鑄錠，經(jīng)過再次鍛造制備新的輔助電極，進行循環(huán)利用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

這種鈦合金報廢輔助電極回收再利用的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

1)對報廢輔助電極表面進行噴丸處理；

2)沿報廢輔助電極的導(dǎo)電面鋸切，去除卡頭；

3)將報廢輔助電極由下至上裝配在坩堝中，且位于上方的報廢輔助電極的直徑小于或等于位于下方的報廢輔助電極的直徑；

4)將裝配好輔助電極的坩堝放入到真空自耗電弧爐的熔化站，封爐抽空；

5)控制真空自耗電弧爐爐內(nèi)真空度≤5Pa，漏率≤1.2Pa/min，打開電源進行真空自耗電弧爐爐內(nèi)焊接，焊接電流為2kA～11kA，焊接電壓為24V～28V，穩(wěn)弧電流為2A～10A，焊接時長3min～6min，焊接后冷卻0.5h以上；

6)開爐放氣，清除焊縫附近和坩堝內(nèi)的焊接噴濺、浮灰和渣殼；

7)封爐抽空，控制真空度≤1Pa，漏率≤0.8Pa/min，起弧熔煉直至熔煉結(jié)束，冷卻4h以上出爐，得到回收后的鑄錠；

8)將回收后的鑄錠經(jīng)車床平頭和扒皮處理后，再經(jīng)過鍛造作為新的輔助電極使用。

進一步，所述步驟1)中的噴丸處理使用鑄鐵丸，所述鑄鐵丸的硬度大于等于50HRC，粒度為60目，噴丸壓力為0.5MPa。