一种TB13钛合金熔炼及开坯锻造方法.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CN107217163A(43)申请公布日2017.09.29(21)申请号201710383519.6(22)申请日2017.05.26(71)申请人西安赛特思迈钛业有限公司地址710299陕西省西安市未央区泾渭新城渭华北段10号(72)发明人毛江虹牛中杰胡琦杨晓康贾兵然薛飒(74)专利代理机构陕西增瑞律师事务所61219代理人张瑞琪(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C14/00(2006.01)C22F1/18(2006.01)B21J5/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种TB13钛合金熔炼及开坯锻造方法(57)摘要本发明公开了一种TB13钛合金熔炼及开坯锻造方法，以0级海绵钛、AlV中间合金、工业纯铝为原料，按照TB13钛合金的成分配比进行称料、混料，并倒入模具型腔内；启动压机，对模具型腔内的混合原料进行压制，得出电极块；重复执行上述步骤得到多个电极块，并组焊为自耗电极；将自耗电极进行至少4次自耗重熔，得到TB13钛合金铸锭；将TB13钛合金铸锭于800-850℃装炉，加温度至950-980℃，到温后保温3-3.5h，采用自由锻造的方式，进行开坯锻造；本发明对于合金元素含量较多的β钛合金，通过多次熔炼实现充分熔合，洁净，均匀的小型铸锭，并实施低温锻造工艺，减少铸锭发生高温脆性的风险，提高了材料的强度及塑性，为后续加工奠定了良好的基础。CN107217163ACN107217163A权利要求书1/1页1.一种TB13钛合金熔炼及开坯锻造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、以0级海绵钛、AlV中间合金、工业纯铝为原料，按照TB13钛合金的成分配比进行称料、混料，并倒入模具型腔内；所述AlV中间合金中各元素重量百分比为V＝86.5％-88.5％，O≤0.30％，C≤0.05％；步骤2、启动压机，对模具型腔内的混合原料进行压制，得出电极块，所述电极块的尺寸为Φ100mm；步骤3、重复执行步骤1至步骤2得到多个电极块，并组焊为自耗电极；步骤4、将自耗电极进行至少4次自耗重熔，得到TB13钛合金铸锭，所述TB13钛合金铸锭尺寸为Φ380mm，重量为500-800Kg。步骤5、将TB13钛合金铸锭于800-850℃装炉，加温度至950-980℃，到温后保温3-3.5h，一次性实现将Φ380mm的TB13钛合金铸锭锻造为截面边长为110mm的方形坯料。2.如权利要求1所述的TB13钛合金熔炼及开坯锻造方法，其特征在于，所述0级海绵钛为小颗粒海绵钛，其粒径为3-12.7mm；所述AlV中间合金的颗粒粒径小于等于8mm。3.如权利要求1或2所述的TB13钛合金熔炼及开坯锻造方法，其特征在于，步骤2中得到的电极块单重为10Kg。4.如权利要求1或2所述的TB13钛合金熔炼及开坯锻造方法，其特征在于，所述压机为2000T液压机。5.如权利要求1所述的TB13钛合金熔炼及开坯锻造方法，其特征在于，步骤4中首次重熔时，真空自耗熔炼炉内真空度大于等于100Pa，后续自耗炉熔炼真空度大于等于10-1Pa。6.如权利要求1或2所述的TB13钛合金熔炼及开坯锻造方法，其特征在于，所述真空熔炼炉为1.5T真空自耗熔炼炉。7.如权利要求1或2所述的TB13钛合金熔炼及开坯锻造方法，其特征在于，步骤5中锻造设备选用1600T快锻机。2CN107217163A说明书1/3页一种TB13钛合金熔炼及开坯锻造方法【技术领域】[0001]本发明属于钛合金熔炼和锻造技术领域，具体涉及一种TB13钛合金熔炼及开坯锻造方法。【背景技术】[0002]钛合金TB13(Ti-4Al-22V)是一种β型钛合金，具有优良的超弹性，冷加工性。主要应用于电子、机械、家电、医疗卫生及眼镜架等生活日用品等各个领域。[0003]TB13合金含有较高含量的β稳定元素V，使合金在室温下可得到单相的β组织，也使其获得了良好的冷加工性。生产实践中，熔炼原材料通常以AlV中间合金的方式添加Al、V元素。TB13合金需要V含量较高的AlV85合金，但其V含量处于83-86％之间，若出现V含量较低的情况就很难满足TB13合金中Al、V元素的配比。同时，该合金由于合金元素含量较高，对杂质元素的含量非常敏感，必须严格控制杂质元素的含量。[0004]在钛合金分类中，为实现β化或者近β化，需添加大量的合金元素，降低合金的β转化温度。常用β-Ti合金的相转变温度处于700-800℃之间，热加工时温度过高，保温时间过长会导致材料脆性增强。因此，该合金的热加工工艺参数中，对温度的窗口要求较高。尤其是不能过高，易产生高温脆性，发生脆断。[0005]为实现TB13合金良好的力学性能，熔炼