一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113322386A(43)申请公布日2021.08.31(21)申请号202110415678.6C22C27/02(2006.01)(22)申请日2021.04.19(71)申请人西部超导材料科技股份有限公司地址710018陕西省西安市西安经济技术开发区明光路12号(72)发明人尚金金何永胜杨策刘向宏冯勇张平祥杨晶张维王凯旋(74)专利代理机构西安新动力知识产权代理事务所(普通合伙)61245代理人刘强(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22B9/20(2006.01)B22D7/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法(57)摘要本发明的一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述方法包括：S1、将铌棒放置于纯钛管的内部，在一侧端部将纯钛管和铌棒焊接为一体，获得NbTi自耗电极；S2、将NbTi自耗电极经过真空电弧炉进行熔炼；S3、将经过真空电弧炉熔炼后的铸锭进行表面扒皮，并锯切冒口后得到NbTi成品铸锭。本申请采用通过合理选择Ti元素和Nb元素的添加方式，降低了铌不熔块的风险，通过三次真空自耗熔炼制备无Nb不熔块、成分均匀的NbTi合金铸锭，实现了Φ440～Φ720mm大规格NbTi合金铸锭制备。CN113322386ACN113322386A权利要求书1/1页1.一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述方法包括：S1、将铌棒放置于纯钛管的内部，在一侧端部将纯钛管和铌棒焊接为一体，获得NbTi自耗电极；S2、将NbTi自耗电极经过真空电弧炉进行熔炼；S3、将经过真空电弧炉熔炼后的铸锭进行表面扒皮，并锯切冒口后得到NbTi成品铸锭。2.根据权利要求1所述的一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：S21、一次熔炼：结晶器规格Φ280～580mm，熔前真空5.0Pa，熔炼电压30～40V，熔炼电流8～30KA，漏气率控制在1.2Pa/min以下，稳弧电流采用直流3～18A，熔炼后冷却时间不小于3小时，熔炼完成后将NbTi自耗电极在车床上做平头处理；S22、二次熔炼：将进行平头处理后的铸锭掉头熔炼，结晶器规格Φ360～640mm，熔前真空2.0Pa，熔炼电压30～45V，熔炼电流10～30kA，漏气率控制在1.0Pa/min以下，稳弧电流采用交流5～20A，熔炼后冷却时间不小于4小时；S23、三次熔炼：将二次熔炼后经过平头处理的铸锭掉头熔炼，结晶器规格Φ440～720mm，熔前真空1.0Pa，熔炼电压32～45V，熔炼电流8～30kA，漏气率控制在0.8Pa/min以下，稳弧电流采用交流8～25A，熔炼后冷却时间不小于5小时。3.根据权利要求2所述的一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤S23中采用逐级降低输入功率的方式。4.根据权利要求2所述的一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤S23中稳弧周期保持在5～300s。5.根据权利要求1所述的一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法，其特征在于，获取纯钛管的方法为：S01、将海绵钛按照单块电极块100～150kg的重量，经过电极块压制、自耗电极焊接、两次熔炼，获得纯钛铸锭；S02、将纯钛铸锭经精锻、热轧、机加后获得设定尺寸的纯钛管材；S03、选择铌棒和纯钛管。6.根据权利要求5所述的一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤S01中纯钛铸锭的规格为Φ720mm。7.根据权利要求5所述的一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤S03中Ti元素含量40～60％。8.根据权利要求1所述的一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中采用非钨极氩气保护焊将组合好的电极焊接为一根自耗电极。2CN113322386A说明书1/5页一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法技术领域[0001]本发明属于有色金属加工方法的技术领域，尤其涉及一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法。背景技术[0002]NbTi合金由于其较高的力学性能和优异的超导性能，是目前使用最为广泛的超导材料。Nb元素熔点高达2410℃，密度高达8.57g/cm3，而活性金属Ti的熔点仅为1687℃，密度仅4.50g/cm3，二者熔点、密度差异相差大，使用传统的海绵钛、铌屑的添加方式，极易产生Nb不熔块。本发明通过合理设计Nb元素和Ti元素的配入方式，开发合理的熔炼工艺，可获得无Nb不熔块的大规格NbTi铸锭。发明内容[0003]为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种大规格NbTi合金铸锭的制备方法，采用通过合理选择Ti元素和N