[發(fā)明專利]一種鈦鋁合金鑄錠制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202211670615.6
• 申請日: 2022-12-24
• 公開（公告）號: CN115874076A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛祥義;韓彤;張利軍;白鈺;劉娣;惠源
• 申請（專利權(quán)）人: 西安超晶科技股份有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/03;C22B9/20;C22C14/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發(fā)明公開了一種鈦鋁合金鑄錠制備方法，包括以下步驟：按照鈦鋁合金的成分，將原料制成若干電極塊，將電極塊焊接為一次熔煉用自耗電極；將一次熔煉用自耗電極進行一次熔煉，一次熔煉后期進行降電流收弧補縮，得到若干一次錠；將一次錠進行焊接加固，然后頭尾相接拼焊成二次熔煉用自耗電極；將二次熔煉用自耗電極進行二次熔煉，得到鈦鋁合金。本發(fā)明中通過對中間錠進行焊接加固，加固位置焊點焊接強度可以對抗鈦鋁鑄錠熔煉時受熱從縮孔開裂的傾向，防止熔煉過程中因鈦鋁鑄錠開裂引起的熔煉失敗的問題。本發(fā)明中中間錠次熔煉后期進行降電流收弧補縮，可以減小縮孔深度與尺寸，并且光滑縮孔內(nèi)壁，降低因縮孔應(yīng)力集中開裂的風(fēng)險。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高溫合金制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鈦鋁合金鑄錠制備方法。

背景技術(shù)

鈦鋁合金制備的航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子葉片屬于航空分類敏感部件，其苛刻的使用環(huán)境要求鈦鋁合金成分均勻，無缺陷。真空自耗電弧熔煉是一種可以保證鑄錠成分均勻且經(jīng)濟的鑄錠制備方式。為了得到成分均勻的鈦鋁合金鑄錠，一般選擇二次或三次真空自耗電弧熔煉。

而多數(shù)鈦鋁合金中間錠因其材料脆性在熔煉過程中容易發(fā)生開裂，導(dǎo)致熔煉失敗，參見圖1中(a)和(b)。

發(fā)明內(nèi)容

針對鈦鋁合金中間錠在熔煉過程中容易開裂的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種容易實現(xiàn)的鈦鋁合金鑄錠制備方法，該方法能夠制備化學(xué)成分均勻的鈦鋁合金鑄錠，降低甚至消除由于中間錠開裂引起鈦鋁合金熔煉中斷或失敗的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種鈦鋁合金鑄錠制備方法，包括以下步驟：

按照鈦鋁合金的成分，將原料采用混布料方式壓制成若干電極塊，將電極塊焊接為一次熔煉用自耗電極；

將一次熔煉用自耗電極進行一次熔煉，一次熔煉后期進行降電流收弧補縮，得到若干一次錠；

將若干一次錠進行焊接加固，然后頭尾相接拼焊成二次熔煉用自耗電極；

將二次熔煉用自耗電極進行二次熔煉，得到鈦鋁合金。

進一步的，一次熔煉的條件為：穩(wěn)弧電流為DC 5A，熔煉電流為5.5～6kA，熔煉電壓為25～30V，熔前真空度≤0.1Pa，漏氣率≤0.3Pa/min。

進一步的，一次熔煉后期進行降電流收弧補縮，降電流收弧補縮的條件為：補縮預(yù)留重量20kg，電流補縮制度為：從熔煉電流5.5～6kA降低電流至5kA，在5kA下保持3min，從5kA降電流至4kA，在4kA下保持2～7min。

進一步的，將若干一次錠進行焊接加固的具體過程為：使用TA1ELI焊絲進行周向與軸向的焊接加固，其中周向焊接不少于2圈焊點，軸向焊接不少于4條焊點。

進一步的，二次熔煉的條件為：穩(wěn)弧電流為AC5A，時間為30S，熔煉電流為4～6kA，熔煉電壓為23～27V，熔前真空度≤0.1Pa，漏氣率≤0.3Pa/min。

進一步的，二次熔煉后期采用逐級降電流制度進行補縮，補縮總時長為20～30min，烘烤電流為2～2.5kA，烘烤時長為5～10min。

進一步的，二次熔煉后期進行降電流收弧補縮，然后使用TA1ELI焊絲進行周向與軸向的焊接加固，其中周向焊接不少于2圈焊點，軸向焊接不少于4條焊點；再將鈦鋁合金頭尾倒置采用真空自耗電弧熔煉方法進行三次熔煉，三次熔煉后期進行電流補縮。