CN102912121A - 用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法，该方法包括以下步骤：对钛料切边进行洁净化处理；将包括钛料切边的钛原料进行捆扎以形成钛原料捆；在熔炼炉中熔化捆扎的钛原料，得到熔融体；浇铸熔融体，得到钛或钛合金铸件。根据本发明的钛或钛合金铸件的生产方法可以利用钛料切边来生产钛或钛合金铸件，从而降低钛或钛合金铸件的生产成本。

Description

用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法
技术领域
本发明涉及一种生产钛或钛合金铸件的方法，具体地讲，涉及一种用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法。
背景技术
钛和钛合金铸件具有优良的性能，例如优异耐腐蚀、高强度和低密度等，因此，在各行业得到了较为广泛的应用。目前，主要以海绵钛为主要原料来生产钛和钛合金，由于海绵钛的价格高，所以以海绵钛为主要原料生产的钛和钛合金铸件的价格也相对高。
此外，虽然对钛板和钛锭等进行切边得到的钛料切边的价格低廉，但由于钛料切边种类繁多使得成分复杂而难于充分利用。目前，一般采用酸或碱对钛料切边进行处理，这样的处理方法污染环境，并且处理和储存占地面积大。此外，使用经该方法处理的钛料切边生产的产品质量受限，这是因为采用酸碱处理的目的是去除钛料切边与空气等反应生成的反应层，此反应层去除的程度将限制以此为原料生产出的产品的成分、组织、性能等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法，以充分地利用钛料切边并降低钛或钛合金铸件的生产成本。
根据本发明的用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法包括以下步骤：对钛料切边进行洁净化处理；将包括钛料切边的钛原料进行捆扎以形成钛原料捆；在熔炼炉中熔化钛原料的料捆，得到熔融体；浇铸熔融体，得到钛或钛合金铸件。
根据本发明的实施例，所述方法还可以包括：在对钛料切边进行洁净化处理之前，对钛料切边进行鉴别分类、规整和筛选处理。
根据本发明的实施例，所述方法还可以包括将合金加入到熔炼炉中。
根据本发明的实施例，对钛料切边进行洁净化处理的步骤可以包括：在真空条件下，采用有机溶剂为介质的超声波清洗方法清洗钛料切边，然后对钛料切边进行干燥。
根据本发明的实施例，所述熔炼炉可以为真空水冷铜坩埚感应凝壳炉、真空非自耗电极电弧凝壳炉、电子束凝壳炉、等离子束凝壳炉和真空电渣凝壳炉中的至少一种。
根据本发明的实施例，钛料切边可以为钛原料总重量的0.01％～100％。
根据本发明的实施例，所述方法还可以包括：对钛或钛合金铸件进行清理、热等静压、热处理和机械加工中的一种或多种处理。
根据本发明的生产钛或钛合金铸件的方法使用钛料切边作为原料，因此可以充分地利用钛料切边并降低钛或钛合金铸件的生产成本。
具体实施方式
下面将详细地描述根据本发明的用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法的示例性实施例。
钛料切边是在对钛板和钛锭等进行切边加工过程中得到的钛材。这样的钛料切边多为长条状，并且因钛板和钛锭等成分的多样性使得被切割下的钛料切边成分复杂多样，因此难以对钛料切边进行利用。
根据本发明的方法将钛料切边用于生产钛或钛合金铸件，从而实现了对钛料切边的回收利用。
下面详细地描述根据本发明示例性实施例的用钛料切边生产钛或钛合金铸件的各个步骤。
首先，对钛料切边进行洁净化处理以除去钛料切边表面的污染物。例如，可以在真空条件下，采用有机溶剂为介质的超声波清洗方法清洗钛料切边，然后对钛料切边进行干燥。
然后，将经洁净化处理的钛料切边与用于熔炼的其他钛原料进行捆扎，以形成一个或多个钛原料捆，从而提高原料规整度和原料紧密度。根据本发明的示例性实施例，钛料切边的量可以为钛原料总重量的0.01％～100％。这里，进行捆扎进的除钛料切边之外的钛原料可以为海绵钛，但本发明不限于此。可以用钛形成的捆扎材料或不含有不需要元素的材料形成的捆扎材料对钛料切边以及其他钛原料进行捆扎。
接下来，在熔炼炉中熔化捆扎好的钛原料，从而得到具有均匀化学成分且适合于浇注的熔融体。这里，使用的熔炼炉可以是真空水冷铜坩埚感应凝壳炉、真空非自耗电极电弧凝壳炉、电子束凝壳炉、等离子束凝壳炉和真空电渣凝壳炉中的至少一种。
最后，浇铸熔融体，得到钛或钛合金铸件。例如，可以采用熔模精密铸造来形成钛或钛合金铸件，或可以采用石墨铸型来形成钛或钛合金铸件。另外，在得到钛或钛合金铸件之后，可以对钛或钛合金铸件进行清理、热等静压、热处理和机械加工中的一种或多种处理。
根据本发明的示例性实施例，可以将合金加入熔炼炉中以进行合金化。可以将合金捆扎在钛原料捆中而加入熔炼炉中，或者可以在钛原料在熔炼炉中熔化时将钛合金加入熔炼炉中。
此外，根据本发明的示例性实施例，在对钛料切边进行洁净化处理之前，可以对钛料切边进行鉴别分类、规整和筛选处理。例如，可以对钛料切边的成分、形状进行鉴别分类，可以采用物理和/或化学方法进行成分分析，并可以用肉眼观察钛料切边的形状而根据形状分类；规整的目在于将钛料切边清理达到平直以便于捆扎等；筛选可以将大尺寸钛料切边和小尺寸钛料切边分别进行处理。
下面将详细地描述本发明的具体的实施例。
实施例1
对钛料切边进行鉴别分类，选择TA2牌号的钛料切边并进行规整和筛选处理。在真空条件下，采用有机溶剂为介质的超声波清洗方法清洗钛料切边(其中，超声波频率为28KHZ、功率为200W、处理时间为20分钟、震头为8个、加热功率为100W、处理温度为50℃)，然后对钛料切边进行干燥。用钛形成的捆扎材料将钛料切边捆扎成捆，同时将所需的合金捆入由钛料切边捆扎成的钛原料捆。采用真空水冷铜坩埚感应凝壳炉熔化钛料切边和合金以得到成分均匀的熔融体。采用熔模精密铸造使熔融体成型为钛合金铸件。最后，对得到的钛合金铸件进行清理、热等静压、热处理、机械加工等处理。
经鉴定，所制得的钛铸件中杂质Fe含量不大于0.290％，杂质H含量不大于0.010％，杂质O含量不大于0.20％，杂质N含量不大于0.02％，杂质和强度等参数明显优于《钛及钛合金牌号和化学成分》中的GBT3620.1-2007和《钛及钛合金熔模精密铸件规范》中的GJB2896A-2007。
实施例2
对钛料切边进行鉴别分类，选择TC4牌号的钛料切边并进行规整和筛选处理。在真空条件下，采用有机溶剂为介质的超声波清洗方法清洗钛料切边(其中，超声波频率为42KHZ、功率为500W、处理时间为10分钟、震头为4个、加热功率为300W、处理温度为150℃)，然后对钛料切边进行干燥。用钛形成的捆扎材料将占钛原料总重量50％的钛料切边与海绵钛及合金料等捆扎成钛原料捆。采用真空非自耗电极电弧凝壳炉熔化钛原料以得到成分均匀的熔融体。采用石墨铸型使熔融体成型为钛合金铸件。最后，对得到的钛合金铸件进行清理、热等静压、热处理、机械加工等处理。
所制得的钛铸件中杂质Fe含量不大于0.290％，杂质H含量不大于0.010％，杂质O含量不大于0.20％，杂质N含量不大于0.02％，杂质和强度等参数明显优于《钛及钛合金牌号和化学成分》中的GBT3620.1-2007和《钛及钛合金熔模精密铸件规范》中的GJB2896A-2007。
实施例3
对钛料切边进行鉴别分类，选择TB7牌号的钛料切边并进行规整和筛选处理。在真空条件下，采用有机溶剂为介质的超声波清洗方法清洗钛料切边(其中，超声波频率为28KHZ、功率为800W、处理时间为5分钟、震头为6个、加热功率为500W、处理温度为100℃)，然后对钛料切边进行干燥。用钛形成的捆扎材料将质量比为100％的钛料切边捆扎成钛原料捆。采用电子束凝壳炉熔化钛原料，在熔化时将合金加入电子束凝壳炉中，从而得到成分均匀的熔融体。采用熔模精密铸造使熔融体成型为钛合金铸件。最后，对得到的钛合金铸件进行清理、热等静压、热处理、机械加工等处理。
所制得的钛铸件中杂质Fe含量不大于0.290％，杂质H含量不大于0.010％，杂质O含量不大于0.20％，杂质N含量不大于0.02％，杂质和强度等参数明显优于《钛及钛合金牌号和化学成分》中的GBT3620.1-2007和《钛及钛合金熔模精密铸件规范》中的GJB2896A-2007。
在实施例1至实施例3中，为了得到钛铸件可以不将合金加入熔炼炉中。
通过以上各实施例的描述可以看出，根据本发明示例性实施例的用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法充分地利用钛料切边，并因钛料切边的成本相对较低而可以降低钛或钛合金铸件的生产成本。

Claims (7)

1.一种用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
对钛料切边进行洁净化处理；
将包括钛料切边的钛原料进行捆扎以形成钛原料捆；
在熔炼炉中熔化钛原料的料捆，得到熔融体；
浇铸熔融体，得到钛或钛合金铸件。
2.如权利要求1所述的用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法，其特征在于，所述方法还包括：在对钛料切边进行洁净化处理之前，对钛料切边进行鉴别分类、规整和筛选处理。
3.如权利要求1所述的用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法，其特征在于，所述方法还包括将合金加入到熔炼炉中。
4.如权利要求1所述的用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法，其特征在于，对钛料切边进行洁净化处理的步骤包括：在真空条件下，采用有机溶剂为介质的超声波清洗方法清洗钛料切边，然后对钛料切边进行干燥。
5.如权利要求1所述的用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法，其特征在于，所述熔炼炉为真空水冷铜坩埚感应凝壳炉、真空非自耗电极电弧凝壳炉、电子束凝壳炉、等离子束凝壳炉和真空电渣凝壳炉中的至少一种。
6.如权利要求1所述的用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法，其特征在于，钛料切边为钛原料总重量的0.01％～100％。
7.如权利要求1所述的用钛料切边生产钛或钛合金铸件的方法，其特征在于，所述方法还包括：对钛或钛合金铸件进行清理、热等静压、热处理和机械加工中的一种或多种处理。
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