[發(fā)明專利]一種航空航天級鈦合金專用鈦鐵合金的制備工藝在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210959598.1 | 申請日： | 2022-08-11 |
| 公開（公告）號： | CN115323202A | 公開（公告）日： | 2022-11-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 寧林強(qiáng);李嘉誠;鄭杰 | 申請（專利權(quán)）人： | 寶雞市嘉誠稀有金屬材料有限公司 |
| 主分類號： | C22C1/02 | 分類號： | C22C1/02;C22C14/00;C22C1/03 |
| 代理公司： | 陜西電子工業(yè)專利中心 61205 | 代理人： | 楊春崗 |
| 地址： | 721013 陜西省寶雞*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 航空航天 鈦合金 專用 鐵合金 制備 工藝 | ||
本發(fā)明提供了一種航空航天級鈦合金專用鈦鐵制備工藝，解決了鈦合金熔煉中鐵元素添加過程所出現(xiàn)的偏析和加雜問題，包括以下步驟：備料、混料、壓料、初級熔煉、焊電極、三次真空自耗爐熔煉，形成鈦鐵鑄錠的工藝步驟。本發(fā)明由于采用純鐵與0A級小顆粒海綿鈦混料，在中頻爐熔煉法制備鈦鐵合金之后，使用真空自耗爐循環(huán)三次熔煉，有效解決了鈦合金熔煉中鐵元素添加過程所出現(xiàn)的偏析和夾雜問題，同時(shí)鑄錠各部位成分均勻一致性得到大幅提高；雜質(zhì)含量更容易進(jìn)行控制，顯著提升了鈦鐵合金鑄錠的質(zhì)量與穩(wěn)定性，更能滿足航空航天級鈦合金材料制備的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鈦合金材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及鈦合金用中間合金材料，具體涉及一種航空航天級鈦合金專用鈦鐵合金的制備工藝。
背景技術(shù)
鈦合金材料主要應(yīng)用于航空航天、國防軍工等行業(yè)。在鈦合金材料的發(fā)展過程中，在鈦合金制備過程中，由于不同的性能需求產(chǎn)生了不同牌號的鈦合金，不同的鈦合金牌號的形成又取決于作為添加元素的合金稱為中間合金。中間合金作為鈦合金熔煉行業(yè)一種重要添加劑，有“鈦合金的維生素”之稱。鈦合金鑄錠的制備是由海綿鈦和中間合金共同熔煉而成。因此，中間合金的品質(zhì)以及穩(wěn)定性直接影響鈦合金鑄錠的質(zhì)量。
現(xiàn)階段，配制一種牌號的鈦合金鑄錠往往需要添加多種不同類別的中間合金或元素以滿足元素牌號的要求。中間合金的作用在于熔煉含熔點(diǎn)差異很大的合金成分時(shí)，使添加合金與鈦基體熔點(diǎn)、密度相接近。目前，在鈦合金熔煉行業(yè)內(nèi)，鐵元素多以鐵釘或其它純單質(zhì)形式直接加入，因其密度及熔點(diǎn)與鈦基體有較大差異，熔煉出的鈦合金，往往出現(xiàn)鐵元素偏析問題，而極少數(shù)鈦合金鑄錠生產(chǎn)企業(yè)所使用的鈦鐵合金，但其制備方法為一次中頻爐熔煉法制備鈦鐵合金，這種工藝存在缺陷，容易發(fā)生鐵元素富集問題，因此鈦合金鑄錠的質(zhì)量與穩(wěn)定性難以保證。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對鈦合金熔煉中鐵元素添加過程所出現(xiàn)的偏析和加雜問題，提供一種滿足航空航天級鈦合金需求的高品質(zhì)鈦鐵合金的制備工藝。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種航空航天級鈦合金專用鈦鐵合金的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1),備料：采用高純鐵(Fe)與海綿鈦(Ti)為原料，其中所述高純鐵純度大于99％，所述海綿鈦等級為0A級小顆粒；
步驟2，混料：將所述高純鐵與所述0A級小顆粒海綿鈦分別在在120℃烘箱內(nèi)烘干8h，之后按照元素比Fe：Ti＝33:67比例混合均勻成鈦鐵混合物；
步驟3),壓料：將所述鈦鐵混合物置入500或700噸液壓機(jī)液壓機(jī)模具內(nèi)，壓制出規(guī)格為直徑φ100mm×長100mm的原料塊；
步驟4),初級熔煉：所述原料塊放入中頻感應(yīng)爐內(nèi)，所述的中頻爐熔煉過程工藝參數(shù)為：真空度≥15Pa，熔煉功率：50kw～80kw，熔煉溫度：1700℃～1900℃，精煉時(shí)間：3～5min，冷卻時(shí)間≥1h后，溫度為400℃以下出爐成鈦鐵鑄錠，并去除表面夾層備用；真空度8Pa～12Pa；
步驟5),焊電極：將去除表面夾層的多個(gè)所述鈦鐵鑄錠加導(dǎo)電筋條焊接成電極；將所述電極裝入真空自耗爐熔煉；
步驟6),三次熔煉：將上述電極裝入真空自耗爐熔煉，真空度維持在＜0.5pa；其中，真空自耗爐熔煉的坩堝直徑分別采用φ340mm、φ400mm、φ460mm，依次循環(huán)三次熔煉：
第一次熔煉：功率采用18KW，熔煉溫度2800℃-3000℃，熔煉時(shí)間1.5h，冷卻時(shí)間2h，形成一次鑄錠；
第二次熔煉：把第一次鑄錠裝入φ400mm坩堝進(jìn)行熔煉，功率開至24KW，熔煉溫度2800℃-3000℃，熔煉時(shí)間1.3h，冷卻時(shí)間4h，形成二次鑄錠；
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