[發明專利]一種零縮孔鈦或鈦合金鑄錠的制備方法及鑄錠

在審

• 申請號: 202110521942.4
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113373317A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 黃立清;李超;樊凱;焦毅柱;胡珊珊;郭文軍;彭暉
• 申請（專利權）人: 湖南金天鈦業科技有限公司
• 主分類號: C22B9/20
• 分類號: C22B9/20;C22B34/12;C22C14/00;B22D7/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 侯武嬌

本發明涉及一種零縮孔鈦或鈦合金鑄錠的制備方法及鑄錠，該鈦或鈦合金鑄錠的制備方法包括如下步驟：以鈦或鈦合金非成品錠作為自耗電極，采用真空自耗電弧熔煉進行末次熔煉，末次熔煉包括依次進行的熔煉階段和補縮階段；補縮階段的工藝包括依次進行的逐級降電流補縮階段和升電流補縮階段，升電流補縮階段的熔煉電流大于逐級降電流補縮階段的終點熔煉電流。本發明在逐級降電流補縮階段的基礎上，再次升高熔煉電流進行升電流補縮階段的補縮，加大對鑄錠端部的烘烤，使得鑄錠端部獲得足夠的能量輸入，進而協調鑄錠內未凝固熔體的凝固收縮特性，消除原本會形成的縮孔，最終實現鑄錠內部無縮孔，避免了鑄錠頭部含縮孔部分的損失，提高了鑄錠的成品率。

技術領域

本發明涉及鈦或鈦合金技術領域，特別是涉及一種零縮孔鈦或鈦合金鑄錠的制備方法及鑄錠。

背景技術

鈦是一種活潑金屬元素，鈦及鈦合金在熔煉過程中與空氣接觸，其中的鈦元素極易與空氣中的氧、氮等元素結合而使材料變脆。因此，鈦及鈦合金的熔煉需要在真空或惰性氣氛中進行。真空自耗電弧熔煉是目前制備高品質鈦合金的主要制備方法，利用該方法制備的鑄錠具有高均勻性和高純凈性的優點，但該工藝在進行鑄錠末次熔煉時，一般需要進行補縮，以減小縮孔深度，進而提高成品率。

目前，行業內普遍采用逐級降電流的方法進行補縮。然而該方法控制難度較高且效果一般，每爐鑄錠補縮后仍然存在一定的縮孔，且縮孔深度范圍波動較大，導致鑄錠頭部含縮孔部分的切除量大(重量一般2％)，成品率的提高受限。因此傳統的鈦或鈦合金鑄錠的制備方法有待改進。

發明內容

基于此，有必要提供一種能夠有效消除縮孔、提高成品率的鈦或鈦合金鑄錠及其制備方法。

具體地，本發明是通過如下技術方案實現的：

本發明的一個方面，提供了一種鈦或鈦合金鑄錠的制備方法，包括如下步驟：

以鈦或鈦合金非成品錠作為自耗電極，采用真空自耗電弧熔煉進行末次熔煉，所述末次熔煉包括依次進行的熔煉階段和補縮階段；所述補縮階段的工藝包括依次進行的逐級降電流補縮階段和升電流補縮階段，所述升電流補縮階段的熔煉電流大于所述逐級降電流補縮階段的終點熔煉電流。

在其中的一些實施例中，所述鈦或鈦合金非成品錠為實心，直徑規格為Φ500mm～Φ1100mm，總重量為2000Kg～15000Kg。

在其中的一些實施例中，所述熔煉階段的熔煉電流為12KA～40KA，熔煉電壓為24V～40V，穩弧電流為AC 8A～20A，攪拌周期為5S～30S。

在其中的一些實施例中，在所述末次熔煉剩余的未熔煉的自耗電極的重量為100Kg～500Kg時，開始進入所述補縮階段。

在其中的一些實施例中，所述逐級降電流補縮階段的終點熔煉電流為3KA～5KA；所述逐級降電流補縮階段的總時長為60min～240min，在所述逐級降電流補縮階段剩余的未熔煉的自耗電極的重量為10Kg～50Kg時，開始進入所述升電流階段。

在其中的一些實施例中，所述升電流補縮階段的熔煉電流為6KA～12KA，升電流補縮階段的總時長為5min～30min。

在其中的一些實施例中，所述升電流補縮階段的熔煉電流與所述逐級降電流補縮階段的終點熔煉電流的差值為3KA～7KA。

在其中的一些實施例中，所述制備方法還包括所述鈦或鈦合金非成品錠的制備步驟：

將制備鈦或鈦合金鑄錠所需的原料制成電極塊，將所述電極塊作為自耗電極進行至少1次真空自耗電弧熔煉，得到所述鈦或鈦合金非成品錠。

在其中的一些實施例中，在所述鈦或鈦合金非成品錠的制備步驟中，所述真空自耗電弧熔煉的熔煉電流為8KA～35KA，熔煉電壓20V～36V，穩弧電流為AC/DC 6A～16A，其中AC的攪拌周期為5S～20S。