一种钛合金真空自耗熔炼工艺.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115807163A(43)申请公布日2023.03.17(21)申请号202211541993.4B23K10/02(2006.01)(22)申请日2022.12.02(71)申请人陕西鼎益钛谷新材料有限公司地址722400陕西省宝鸡市岐山县蔡家坡开发区西二路南段西侧(72)发明人刘少辉葛强(74)专利代理机构北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11465专利代理师肖莎(51)Int.Cl.C22B9/20(2006.01)C22B9/04(2006.01)C22C1/02(2006.01)B22D7/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种钛合金真空自耗熔炼工艺(57)摘要本发明公开了一种钛合金真空自耗熔炼工艺，包括以下工艺步骤：步骤一：挑选出合格的海绵钛原料，再对海绵钛原料以及合金原料按比例称重后进行混合；步骤二：将混合好的海绵钛混合料送至压块机压制成电极密度为3.4g/cm2的小电极块；步骤三：采用无高密夹杂等离子焊接工艺将多个小电极块进行焊接，将多个小电极块熔炼组成为大电极块；步骤四：采用30000A大电流进行钛电极真空自耗熔炼，真空熔炼无论是一次还是多次，均在同一炉体内实现；步骤五：铸锭熔炼后切除收尾冒口。本发明通过优化VAR真空自耗生产工艺及技术，显著提高了钛合金锭材的稳定性和可靠性。CN115807163ACN115807163A权利要求书1/1页1.一种钛合金真空自耗熔炼工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：步骤一：挑选出合格的海绵钛原料，再对海绵钛原料以及合金原料按比例称重后进行混合；步骤二：将混合好的海绵钛混合料送至压块机压制成电极密度为3.4g/cm2的小电极块；步骤三：采用无高密夹杂等离子焊接工艺将多个小电极块进行焊接，将多个小电极块熔炼组成为大电极块；步骤四：采用30000A大电流进行钛电极真空自耗熔炼，真空熔炼无论是一次还是多次，均在同一炉体内实现；步骤五：铸锭熔炼后切除收尾冒口。2.根据权利要求1所述的一种钛合金真空自耗熔炼工艺，其特征在于，步骤一中，先利用磁选及光电技术挑选合格的海绵钛原料并将其输送至海绵钛储料仓之中，然后将相应合金原料装入合金储料仓中；海绵钛储料仓与合金储料仓底部分别对应安装称重料斗，所有称重料斗共同与混料机相连接，完成挑料、自动称重及混料过程。3.根据权利要求2所述的一种钛合金真空自耗熔炼工艺，其特征在于，步骤一中，海绵钛储料仓与合金储料仓上均安装有与PLC控制器电连接的下料电磁阀，每个称重料斗内均安装有与PLC控制器电连接的高精度电子称。4.根据权利要求1所述的一种钛合金真空自耗熔炼工艺，其特征在于，步骤二中混合好的海绵钛料中可加入合金料，经二次加料后再进行压制。5.根据权利要求1所述的一种钛合金真空自耗熔炼工艺，其特征在于，步骤三的无高密夹杂等离子焊接工艺中使用到的等离子焊枪的阳极设计成水冷铜头结构。6.根据权利要求1或5所述的一种钛合金真空自耗熔炼工艺，其特征在于，步骤三中小电极块在抽真空的环境下进行焊接。7.根据权利要求1所述的一种钛合金真空自耗熔炼工艺，其特征在于，步骤四中钛电极熔炼所用设备的参数为：最大熔化重量：3000kg；最大熔化电流：30kA；熔化速度：0～100mm/min；充氩压力：3000‑20000Pa；压缩空气压力0.5～0.7MPa；压缩空气用量15m3/h。8.根据权利要求1所述的一种钛合金真空自耗熔炼工艺，其特征在于，步骤四的熔炼过程因存在合金的融化及二次凝固情况，使材料中的杂质及气体元素发生自动分离。2CN115807163A说明书1/6页一种钛合金真空自耗熔炼工艺技术领域[0001]本发明涉及金属合金制造技术领域，更具体地说，涉及一种钛合金真空自耗熔炼工艺。背景技术[0002]钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属，其因具有密度低、比强度高、耐蚀性好、无毒无磁性、耐热性好、可焊接、生物相容性好等特性已被广泛应用于航空、航天、船舶、化工、石油、汽车、医疗、核电等多个行业，在世界矿资源中，钛是仅次于铁、铝、镁，处于第四位的富有资源，很有希望成为继铁、铝之后的第三种实用金属，开发利用前景十分广阔。[0003]熔炼工艺是各类钛材生产的重要环节，其工艺的优劣和稳定性决定着由此而生产的棒材、板材、丝材、管材、粉材等的质量等级，目前工业化生产钛及钛合金几乎都是采用真空自耗电极电弧熔炼技术(VAR)，VAR法优点在于设备投资和运行成本较低，操作技术简单，对成品钛材的质量和均匀性起到良好的作用。因此该法作为重要用途如生产航空、航天用钛及钛合金材料的首选工艺方法，今后仍会在各种钛熔炼法中占有重要的地位。[0004]但是，虽然VAR法具有较多的优点