一种TA15钛合金的电子束冷床熔炼方法.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CN111286637A(43)申请公布日2020.06.16(21)申请号202010112917.6(22)申请日2020.02.24(71)申请人青海聚能钛业股份有限公司地址810007青海省西宁市经济技术开发区东川工业园区金鑫路6号(72)发明人杜彬张志斌钱光凝雷云清孙宁宁王倩(74)专利代理机构北京君慧知识产权代理事务所(普通合伙)11716代理人王振南(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C14/00(2006.01)C22B9/22(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图4页(54)发明名称一种TA15钛合金的电子束冷床熔炼方法(57)摘要本申请公开了一种TA15钛合金铸锭的电子束冷床熔炼方法。所述方法包括如下步骤：S1、准备含有Ti、Al、Mo、V和Zr金属元素的原料；S2、将所述原料送入电子束冷床炉中进行熔炼，得到TA15钛合金；所述原料包括海绵钛、铝豆、铝钼中间合金、铝钒中间合金和铝锆中间合金；所述铝锆中间合金包括铝锆50中间合金。本申请发明人通过试验研究发现，TA15钛合金熔炼过程中锆元素存在高达10％的挥发率。因此，锆元素挥发是不可忽略的问题，本发明通过多次试验及研究分析，将铝-锆元素的联合挥发率控制在了合理的范围内，其中，Al挥发率≤15.5％，Zr挥发率≤3.5％。CN111286637ACN111286637A权利要求书1/2页1.一种TA15钛合金的电子束冷床炉熔炼方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、准备含有Ti、Al、Mo、V和Zr金属元素的原料；S2、将所述原料送入电子束冷床炉中进行熔炼，得到TA15钛合金；所述原料包括海绵钛、铝豆、铝钼中间合金、铝钒中间合金和铝锆中间合金；所述铝锆中间合金包括铝锆50中间合金。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料经过混合压制成料块的步骤，所述料块包括头排料、正常料和尾排料，所述送入电子束冷床炉按照头排料、正常料和尾排料依次进行；所述头排料中Zr元素含量低于所述正常料中Zr元素含量0.01-0.1wt％；优选，0.03-0.08wt％，更优选，0.04-0.06wt％，更优选0.05wt％；所述尾排料中Zr元素含量低于所述正常料中Zr元素含量0.01-0.1wt％；优选，0.02-0.08wt％，更优选，0.04-0.06wt％，更优选0.05wt％；优选的，所述正常料中Zr元素的含量为2.0-2.2wt％，优选2.05-2.15wt％，更优选2.10％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述头排料中Al元素含量高于所述正常料中Al元素含量0.3-0.8wt％；优选0.4-0.6wt％，更优选0.5％；所述尾排料中Al元素含量高于所述正常料中Al元素含量0.3-0.8wt％；优选0.4-0.6wt％，更优选0.5％；优选的，所述正常料中Al元素的含量为7.2-7.6wt％，优选7.5wt％。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述正常料中V元素的含量为1.5-1.7wt％，优选1.5wt％，Mo元素的含量为0.9-1.3wt％，优选1.0wt％；Ti元素的含量为87.7-89wt％，优选87.7wt％；和/或，所述头排料中V元素的含量为1.3-1.6wt％，优选1.45％，Mo元素的含量为0.8-1.2wt％，优选0.9wt％；Ti元素的含量为87-88wt％，优选87wt％；和/或，所述尾排料中V元素的含量为1.3-1.6wt％，优选1.45％，Mo元素的含量为0.8-1.2wt％，优选0.9wt％；Ti元素的含量为87-88wt％，优选87wt％。5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述原料中Zr的含量为2.0-2.2wt％，优选2.1wt％；和/或，所述原料中Al的含量为7.2-8.0wt％，优选7.6wt％；和/或，所述原料中Ti的含量为86.9-89wt％，优选87.6wt％；和/或，所述原料中Mo的含量为0.9-1.1wt％，优选1.0wt％；和/或，所述原料中V的含量为1.3-1.7wt％，优选1.5wt％。6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：所述熔炼包括三个阶段：1)启动电子枪阶段：从启动电子枪到原料熔化形成的液体第一次流入结晶器；其中，炉内真空度为1.87×10-2-9.03×10-3Torr；时间为30-70min；2)铸锭制底阶段：从原料熔化形成的液体第一次流入结晶器至铸锭第一次下拉；其中，炉内真空度为9.03×10-3-5.57×10-3Torr；时间15-30min；3)正常熔炼阶段：电子束冷床炉的熔炼速度和熔炼功率基本恒定，铸锭第一次下拉至所述电子束