一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法.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CN113025831A(43)申请公布日2021.06.25(21)申请号202110218618.5(22)申请日2021.02.26(71)申请人西安西工大超晶科技发展有限责任公司地址710000陕西省西安市经济技术开发区泾渭新城泾高北路东段10号(72)发明人周中波侯林涛焦勇白钰韩彤张利军(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人安彦彦(51)Int.Cl.C22B9/20(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22C14/00(2006.01)权利要求书1页说明书11页附图2页(54)发明名称一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法(57)摘要一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法，根据高氧铸锭的氧元素含量，接着采用真空自耗电弧熔炼的方法制备与高氧铸锭相同的钛合金铸锭，再将高氧铸锭、钛合金铸锭沿头部端面均分为多瓣，并混合搭配组合，焊接成自耗电极，最后将自耗电极在真空自耗电弧炉熔炼，获得氧含量合格的成品铸锭。本发明将高低氧铸锭料块混合搭配组焊，当真空自耗熔炼时，在稳弧电流提供的电磁搅拌力作用下可以保证熔池中的氧元素充分混合，达到了只熔炼一次就可以降低铸锭氧含量的效果，而且氧元素分布均匀。CN113025831ACN113025831A权利要求书1/1页1.一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法，其特征在于，根据高氧铸锭的氧元素含量，接着采用真空自耗电弧熔炼的方法制备与高氧铸锭相同的钛合金铸锭，再将高氧铸锭、钛合金铸锭沿头部端面均分为多瓣，并混合搭配组合，焊接成自耗电极，最后将自耗电极在真空自耗电弧炉熔炼，获得氧含量合格的成品铸锭。2.根据权利要求1所述的一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法，其特征在于，具体的步骤如下：步骤1：将高氧铸锭头尾端面车平，并沿端面均分为多瓣料块；步骤2：通过电极块压制、焊接、真空熔炼，得到与高氧铸锭相同的钛合金铸锭；步骤3：将钛合金铸锭均分为多瓣，将钛合金铸锭的多瓣料块与高氧铸锭头的多瓣料块搭配焊接，得到两支铸锭；步骤4：将两支铸锭组焊，得到自耗电极；将自耗电极进行真空焊接以及熔炼，然后在真空条件下冷却至400℃以下出炉。3.根据权利要求2所述的一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法，其特征在于，高氧铸锭和钛合金铸锭的一端均倒角。4.根据权利要求2所述的一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法，其特征在于，组焊的参数为：真空度≤1.0Pa，漏气率≤1Pa/min，充氩压力≤85000Pa，焊枪氩气流量≥1.2m3/h，焊接电流：300～450A，焊接电压：40～65V。5.根据权利要求2所述的一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法，其特征在于，熔炼电流为5‑22KA，熔炼电压为28‑35V，稳弧电流7～25A/60S，熔前真空度≤0.1Pa，漏气率≤0.3Pa/min。6.根据权利要求1所述的一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法，其特征在于，高氧铸锭为TC4或TA1时，O＞0.20wt％，高氧铸锭为TA15时，O＞0.14wt％，高氧铸锭为TC11时O＞0.15wt％。2CN113025831A说明书1/11页一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法技术领域[0001]本发明属于有色金属熔炼领域，具体涉及一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法。背景技术[0002]钛及钛合金具有比强度高、耐腐蚀性和低温性能好、热强度高等优点，在航空航天、石油化工、舰船海洋、生物医疗等领域有广泛的发展前景。[0003]随着钛及钛合金应用范围的不断扩大，其生产制备技术也在更新升级，主要包括真空自耗电弧炉熔炼法(VAR)、电子束冷炉床熔炼法(EBM)、等离束冷床炉熔炼法(PAM)、电渣熔炼法(ESR)等，其中真空自耗电弧熔炼的铸锭具有良好的结晶组织和均匀的化学成分，成为了主流的钛及钛合金铸锭制备方法。[0004]然而在真空熔炼或电极焊接过程中，会遇到设备故障及真空异常等突发情况，引起铸锭增氧量偏大导致铸锭氧含量超标，不满足GB/T3620.1‑2016《钛及钛合金牌号和化学成分》标准或其他技术条件的要求，而且众所周知铸锭中的氧元素具有不可逆性，后期无法通过有效的热处理方式降低铸锭的氧含量。[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法，将氧元素超标的铸锭进行回收利用，以降低损失，减少不合格品铸锭的数量，提高企业经济效益。发明内容[0006]本发明的目的在于提供一种降低钛合金铸锭氧含量的方法，解决现有真空熔炼或焊接过程中因设备故障导致的铸锭氧含量超标问题。[0007]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：[0008]一种降低钛合金铸锭氧含量的处理方法，根据高氧铸锭的氧元素含量，接着采用真空自耗电弧熔炼的方法制备与高氧铸