一种钛合金大型匀质铸锭的制备方法.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CN107217164A(43)申请公布日2017.09.29(21)申请号201710383891.7(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)发明人毛江虹罗斌莉杨晓康魏芬绒刘煦(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)B22F1/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种钛合金大型匀质铸锭的制备方法(57)摘要本发明公开了一种钛合金大型匀质铸锭的制备方法，该方法中使用模具型腔，模具型腔内放置有可拆卸的辅助支架，辅助支架将模具型腔分成N个格挡；将海绵钛按照颗粒大小分为大颗粒海绵钛和小颗粒海绵钛；将大颗粒海绵钛、小颗粒海绵钛分别与中间料进行称料，并将得出N份混合原料，分别倒入N个格挡中，且满足相邻两个格挡内的混合原料分别包含大颗粒海绵钛和小颗粒海绵钛；将辅助支架从模具型腔取出；采用短行程立式压制将模具型腔内的混合原料一次性压制成大单重电极块；重复上述步骤，获取多个大单重电极块，组焊为自耗电极，并将自耗电极进行2-3次真空自耗熔炼得到均匀性良好的钛合金大型匀质铸锭；本发明解决了注定中出现的成分偏析的问题。CN107217164ACN107217164A权利要求书1/1页1.一种钛合金大型匀质铸锭的制备方法，其特征在于，该方法中使用模具型腔，模具型腔内放置有可拆卸的辅助支架，所述辅助支架用于将模具型腔内部空间分成水平排布的N个格挡，其中N≥16为正整数；该制备方法具体包括以下步骤：步骤1、将海绵钛按照颗粒大小分为大颗粒海绵钛和小颗粒海绵钛；步骤2、将大颗粒海绵钛、小颗粒海绵钛分别与中间料进行称料，并将得出N份混合原料，分别倒入N个格挡中，且满足相邻两个格挡内的混合原料分别包含大颗粒海绵钛和小颗粒海绵钛；步骤3、将所述辅助支架从模具型腔取出；步骤4、启动压机，采用短行程立式压制将模具型腔内的混合原料一次性压制成大单重电极块；步骤5、重复执行步骤1至步骤4，获取多个大单重电极块，组焊为自耗电极，并将所述自耗电极进行2-3次真空自耗熔炼得到均匀性良好的钛合金大型匀质铸锭。2.如权利要求1所述的钛合金大型匀质铸锭的制备方法，其特征在于，所述海绵钛为0级海绵钛，所述大颗粒海绵钛的粒径大于12.7mm，所述小颗粒海绵钛的粒径小于等于12.7mm。3.如权利要求1所述的钛合金大型匀质铸锭的制备方法，其特征在于，每个所述格挡在水平方向上的长边尺寸为60-120mm。4.如权利要求1-3任一所述的钛合金大型匀质铸锭的制备方法，其特征在于，所述辅助支架包括多个竖直且相互交叉设置的支板，每个所述支板的材料均为纯钛或钛合金Ti-6Al-4V。5.如权利要求4所述的钛合金大型匀质铸锭的制备方法，其特征在于，所述辅助支架的每个支板的竖直截面为：上部为矩形，且下部的厚度逐渐减小呈楔形。6.如权利要求1-3任一所述的钛合金大型匀质铸锭的制备方法，其特征在于，步骤4中得到的电极块，其压制方向上的长度小于垂直压制方向上的长度。7.如权利要求1或2所述的钛合金大型铸锭的制备方法，其特征在于，步骤4中所述电极块单重为100-180Kg。8.如权利要求1或2所述的钛合金大型铸锭的制备方法，其特征在于，所述压机选用3500T液压机。2CN107217164A说明书1/4页一种钛合金大型匀质铸锭的制备方法【技术领域】[0001]本发明属于钛合金熔炼方法技术领域，具体涉及一种钛合金大型匀质铸锭的制备方法。【背景技术】[0002]在规模生产实践中，钛及钛合金铸锭的制备常采用真空自耗重熔法。真空自耗熔炼操作方便，可以有效控制杂质元素的含量，经过多次重熔可以得到成分均匀的大型铸锭。[0003]真空自耗熔炼必须预先制备自耗电极，大型铸锭相应的合金电极块单重也较大，常采用混料机对钛及其合金元素进行机械混合。例如常规钛合金Ti-6Al-4V电极块的制备：将海绵钛、中间合金、钛白粉等一起倒入混料机中，旋转一定时间后，将混合料倒入模具中，压制成钛合金电极块。[0004]混料过程中，存在物料不均匀分布的潜在风险，这主要是由原料颗粒尺寸与密度不同所引起的。由于常规海绵钛的颗粒大小不等，处于2-25.4mm。合金料(如铝钒合金)的颗粒较小，一般小于8mm，且部分呈粉末状。经过混料机混合后，会出现较小颗粒与较大颗粒相对聚集，区域性分布的现象。装入模具、压制成型的过程，在很大程度上并没有改变这种分布趋势。糟糕的是小颗粒区域中包含较多的小颗粒海绵钛与中间合金料，大颗粒区域中含有较大颗粒海绵钛与较少的中