CN103773969A - 一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法 - Google Patents
一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103773969A CN103773969A CN201310728549.8A CN201310728549A CN103773969A CN 103773969 A CN103773969 A CN 103773969A CN 201310728549 A CN201310728549 A CN 201310728549A CN 103773969 A CN103773969 A CN 103773969A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- preparation
- titanium
- vacuum consumable
- titanium alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法，将钽粉和钛粉按质量比（0.4～0.8）：1混合均匀，得到混料A；将海绵钛和中间合金原料混合均匀，得到混料B；将混料A和混料B均分成若干份后将混料A和混料B进行交叉布料，然后压制得到电极块；将若干个电极块进行焊接，得到电极，然后压制成电极块，再将若干个电极块进行组焊，得到电极，采用真空自耗熔炼后可得到符合配比要求、成分均匀的优质铸锭。本发明制得的电极的均匀性比较好，可直接添加钽粉，避免因制备中间合金所引入的外界杂质，因此本发明简化了工艺流程、降低了制造成本，有利于业规模批量化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种钛合金电极制备方法，特别涉及一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法。
背景技术
钛合金由于其比强度高、耐蚀性、良好高低温性能、形状记忆性、生物相容性等优良性能，在我国航空航天、医疗、化工、舰艇等领域得到广泛应用。与此同时对钛合金材料性能也提出了更高要求，通过添加含钽元素可以显著提高钛合金的耐蚀性以及强度，然而它与钛相比，具有熔点高、比重大的特点，使用普通的熔炼工艺，易在铸锭中形成高密度夹杂，导致铸锭产生冶金缺陷。
目前，对于含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极制备时，钽一般以中间合金形式加入。这样方法要求在制备电极前，首先必须准备含钽的中间合金。制备这种中间合金方法主要有：（1）采用粉末冶金的方法。通过钛粉与钽粉混合-压制-烧结成块状中间合金，再经真空自耗熔炼得到所需中间合金。（2）直接采用等离子束熔炼或真空非自耗电弧熔炼的方法制备中间合金。这两种方法的缺点：工艺过程复杂、制造成本高，同时在制备中间合金过程中还可能引入一些杂质元素，不利于批量化生产。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提出一种工艺过程简单、制造成本低并且适合工业规模批量化生产的含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
1）将钽粉和钛粉按质量比（0.4～0.8）：1混合均匀，得到混料A；
2）将海绵钛和中间合金原料混合均匀，得到混料B；
3）将混料A和混料B均分成若干份后将混料A和混料B进行交叉布料，然后压制得到电极块；
4）重复步骤3）得到若干电极块，将若干个电极块进行焊接，得到电极。
所述步骤1）中钽粉的粒度≥200目，钛粉的粒度≥100目。
所述步骤2）中海绵钛的粒度为0.83～12.7mm。
所述步骤2）中的中间合金原料为铝豆、钛锡合金、海绵锆、铝钼合金、铌钛合金、钛硅合金、纯铁钉和二氧化钛中的一种或几种。
所述步骤1）和步骤2）中的混合是在混料机中进行的。
所述混料机为V型混料机。
所述步骤1）中的混合时间为2～6h。
所述步骤2）中的混合时间为3～5min。
所述步骤3）中交叉布料具体过程为：将混料B分为m份，将混料A分为m-1份，然后将一份混料B加入模腔内，再按照先加入混料A再加入混料B的顺序进行加入，并重复先加入混料A再加入混料B至加入完毕；其中，m为大于等于2的整数。
所述步骤3）中压制是采用油压机进行的；步骤4）中焊接是采用等离子氩弧焊进行的。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明通过将钽粉、钛粉的混合后的混料A以及海绵钛与中间合金原料混合后的B进行交叉布料，并压制成电极块，再将若干个电极块进行组焊，得到电极。对制得的电极进行真空自耗熔炼，能够制备符合配比要求、成分均匀的优质铸锭。本发明制得的电极的均匀性比较好，可直接添加钽粉，避免因制备中间合金所引入的外界杂质，因此本发明简化的工艺流程降低了制造成本，有利于业规模批量化生产。
具体实施方式
通过具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例以Φ190mmTi55合金（名义成分为：Ti-5.5Al-3.5Sn-3Zr-0.6Mo-0.35Si-0.45Ta-0.45Nb）自耗电弧熔炼用电极为例，制备方法如下：
（1）混粉：将粒度大于等于200目的钽粉和粒度大于等于100目的钛粉在V型混料机内混合2h，使其混合均匀，得到混料A；其中钽粉和钛粉的质量比为0.4:1。
（2）混料：将粒度为0.83-12.7mm的海绵钛均分为两份，然后将两份海绵钛与中间合金原料（中间合金原料采用铝豆、钛锡合金、海绵锆、铝钼合金、钛硅合金和铌钛合金）采取交叉倒料方式（交叉倒料方式具体为：先将其中一份海绵钛加入到V型混料机中，再将中间合金原料加入到V型混料机中，最后将另一份海绵钛加入到V型混料机中）倒入V型混料机中混合3min，使其混合均匀，得到混料B；混料B中海绵钛和中间合金原料是按任意比例混合的。
（3）电极块压制：先将混料B分成3等份，再将混料A分成2等分，采取BABAB这种交叉倒料方式进行布料（具体为向模腔内先放一份混料B，用耙子耙平后再放入一份混料A，然后依次放入一份混料B、一份混料A、一份混料B），每次放入混料B或混料A后，将其用耙子耙平后再放另一种混料，以保证电极均匀性，最后采用500吨油压机压制成电极块。
（4）电极焊接：重复步骤3）得到若干电极块，采用等离子氩弧焊将若干个电极块焊接得到电极。
（5）熔炼：采用真空自耗电弧炉熔炼3次，铸锭规格依次为：Φ90mm、Φ120mm、Φ190mm。
在所得铸锭上分别进行纵向三处取样、横向五点取样及横向低倍检查。纵向取样结果显示：Ta元素成分均匀，控制在0.43-0.47wt%；横向Ta元素成分均匀，控制在0.42-0.48wt%；横向低倍检查无不熔块和夹杂物存在。
实施例2
本实施例以Φ280mmTi-6Ta-0.07Fe合金自耗电弧熔炼用电极为例，其制备方法如下：
（1）混粉：将粒度大于等于200目的钽粉和粒度大于等于100目的钛粉在V型混料机内混合6h，使其混合均匀，得到混料A；其中钽粉和钛粉的质量比为3:5。
（2）混料：将粒度为0.83～12.7mm的海绵钛均分为两份，然后将两份海绵钛与中间合金原料（中间合金原料为纯铁钉和二氧化钛）采取交叉倒料方式（交叉倒料方式具体为：先将其中一份海绵钛加入到V型混料机中，再将中间合金原料加入到V型混料机中，最后将另一份海绵钛加入到V型混料机中）倒入V型混料机中混合4min，使其混合均匀，得到混料B。
（3）电极块压制：先将混料B分成5等份，再将混料A分成4等分，采取BABABABAB这种交叉倒料方式进行布料（具体为向模腔内先放混料B，用耙子耙平后再放入混料A，然后依次放入混料B、混料A、混料B、混料A、混料B），每次放入混料B或混料A后，将其用耙子耙平后再放另一种混料，以保证电极均匀性，最后采用2000吨油压机压制成电极块。
（4）电极焊接：重复步骤3）得到若干电极块，将若干个电极块采用等离子氩弧焊焊接成电极。
（5）熔炼：采用真空自耗电弧炉熔炼3次，铸锭规格依次为：Φ160mm、Φ220mm、Φ280mm。
在所得铸锭上分别进行纵向三处取样、横向五点取样及横向低倍检查。纵向取样结果显示：Ta元素成分均匀，控制在5.80-6.20wt%；横向Ta元素成分均匀，控制在5.9-6.1wt%；横向低倍检查无不熔块和夹杂物的存在。
实施例3
本实施例以Φ220mmTi-5Ta-1.8Nb合金自耗电弧熔炼用电极为例，其制备方法如下：
（1）混粉：将粒度大于等于200目的钽粉和粒度大于等于100目的钛粉在V型混料机内混合4h，使其混合均匀，得到混料A；其中钽粉和钛粉的质量比为3:5。
（2）混料：将粒度为0.83-12.7mm的海绵钛均分为两份，然后将两份海绵钛与中间合金原料（中间合金原料为铌钛合金）采取交叉倒料方式（交叉倒料方式具体为：先将其中一份海绵钛加入到V型混料机中，再将中间合金原料加入到V型混料机中，最后将另一份海绵钛加入到V型混料机中）倒入V型混料机中混合4min，使其混合均匀，得到混料B。
（3）电极块压制：先将混料B分成5等份，再将混料A分成4等分，采取BABABABAB这种交叉倒料方式进行布料（具体为向模腔内先放入混料B，用耙子耙平后再放入混料A，然后依次放入混料B、混料A、混料B、混料A、混料B、混料A、混料B），每次放入混料B或混料A后，将其用耙子耙平后再放另一种混料，以保证电极均匀性，最后采用2000吨油压机压制成电极块。
（4）电极焊接：重复步骤3）得到若干电极块，将若干个电极块采用等离子氩弧焊焊接成电极。
（5）熔炼：采用真空自耗电弧炉熔炼两次，铸锭规格依次为：Φ160mm、Φ220mm。
在所得铸锭上分别进行纵向三处取样及横向低倍检查。纵向取样结果显示：Ta元素成分均匀，控制在4.80-5.15wt%；Nb元素成分均匀，控制在1.65-1.85wt%；横向低倍检查无不熔块和夹杂物的存在。
实施例4
本实施例以Φ190mmTi-3Ta-0.5Al-0.5Mo-0.5Zr合金自耗电弧熔炼用电极为例，其制备方法如下：
（1）混粉：将粒度大于等于200目的钽粉和粒度大于等于100目的钛粉在V型混料机内混合3h，使其混合均匀，得到混料A；其中钽粉和钛粉的质量比为0.8:1。
（2）混料：将粒度为0.83-12.7mm的海绵钛均分为两份，然后将两份海绵钛与中间合金原料（中间合金原料采用铝豆、海绵锆、铝钼合金）采取交叉倒料方式（交叉倒料方式具体为：先将其中一份海绵钛加入到V型混料机中，再将中间合金原料加入到V型混料机中，最后将另一份海绵钛加入到V型混料机中）倒入V型混料机中混合5min，使其混合均匀，得到混料B。
（3）电极块压制：先将混料B分成3等份，再将混料A分成2等分，采取BABAB这种交叉倒料方式进行布料（具体为向模腔内先放混料B，用耙子耙平后再放入混料A，然后依次放入混料B、混料A、混料B），每次放入混料B或混料A后，将其用耙子耙平后再放另一种混料，以保证电极均匀性，最后采用500吨油压机压制成电极块。
（4）电极焊接：重复步骤3）得到若干电极块，采用等离子氩弧焊将若干个电极块焊接得到电极。
（5）熔炼：采用真空自耗电弧炉熔炼3次，铸锭规格依次为：Φ90mm、Φ120mm、Φ190mm。
在所得铸锭上分别进行纵向三处取样及横向低倍检查。纵向取样结果显示：Ta元素成分均匀，控制在2.85-3.10wt%；横向低倍检查无不熔块和夹杂物存在。
Claims (10)
1.一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将钽粉和钛粉按质量比（0.4～0.8）：1混合均匀，得到混料A；
2）将海绵钛和中间合金原料混合均匀，得到混料B；
3）将混料A和混料B均分成若干份后将混料A和混料B进行交叉布料，然后压制得到电极块；
4）重复步骤3）得到若干电极块，将若干个电极块进行焊接，得到电极。
2.根据权利要求1所述的一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中钽粉的粒度≥200目，钛粉的粒度≥100目。
3.根据权利要求1所述的一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中海绵钛的粒度为0.83～12.7mm。
4.根据权利要求1所述的一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中的中间合金原料为铝豆、钛锡合金、海绵锆、铝钼合金、铌钛合金、钛硅合金、纯铁钉和二氧化钛中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法，其特征在于，所述步骤1）和步骤2）中的混合是在混料机中进行的。
6.根据权利要求5所述的一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法，其特征在于，所述混料机为V型混料机。
7.根据权利要求1所述的一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中的混合时间为2～6h。
8.根据权利要求1所述的一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中的混合时间为3～5min。
9.根据权利要求1所述的一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中交叉布料具体过程为：将混料B分为m份，将混料A分为m-1份，然后将一份混料B加入模腔内，再按照先加入混料A再加入混料B的顺序进行加入，并重复先加入混料A再加入混料B至加入完毕；其中，m为大于等于2的整数。
10.根据权利要求1所述的一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中压制是采用油压机进行的；步骤4）中焊接是采用等离子氩弧焊进行的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310728549.8A CN103773969B (zh) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310728549.8A CN103773969B (zh) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103773969A true CN103773969A (zh) | 2014-05-07 |
| CN103773969B CN103773969B (zh) | 2016-01-20 |
Family
ID=50566722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310728549.8A Active CN103773969B (zh) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103773969B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103741081A (zh) * | 2013-06-28 | 2014-04-23 | 长春阿尔玛斯科技有限公司 | 一种钛锡合金材料的制备方法 |
| CN105057661A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-11-18 | 西北有色金属研究院 | 一种高钽含量钛钽合金自耗电极的制备方法 |
| CN105154701A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-16 | 华中科技大学 | 一种采用选择性激光熔化快速成形技术制备高温钛合金的方法 |
| CN107297485A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-10-27 | 西安赛特思迈钛业有限公司 | 一种含微量元素钛合金大型铸锭的制备方法 |
| CN108048674A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-05-18 | 西安赛特思迈钛业有限公司 | 一种高含铌量的钛合金布料方法 |
| CN110629071A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-31 | 西安赛特金属材料开发有限公司 | 具有超弹性和形状记忆效应钛合金的制备方法 |
| CN110669952A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-01-10 | 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 | 一种低弹性模量医用钛合金铸锭制备方法 |
| CN111549244A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-08-18 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 一种Ti35钛合金铸锭的制备方法 |
| CN113293310A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-24 | 宁夏中色金航钛业有限公司 | 钛合金单块电极、钛合金铸锭及制备方法 |
| CN113493875A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-10-12 | 中国科学院金属研究所 | 一种高冶金质量tc19合金铸锭的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4555268A (en) * | 1984-12-18 | 1985-11-26 | Cabot Corporation | Method for improving handling properties of a flaked tantalum powder composition |
| CN101181744A (zh) * | 2007-12-10 | 2008-05-21 | 西北有色金属研究院 | 一种含合金组元的钛合金铸锭的制备方法 |
| CN103290260A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-11 | 西北有色金属研究院 | 一种含钽的钛铝基合金铸锭及其制备方法 |
-
2013
- 2013-12-25 CN CN201310728549.8A patent/CN103773969B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4555268A (en) * | 1984-12-18 | 1985-11-26 | Cabot Corporation | Method for improving handling properties of a flaked tantalum powder composition |
| CN101181744A (zh) * | 2007-12-10 | 2008-05-21 | 西北有色金属研究院 | 一种含合金组元的钛合金铸锭的制备方法 |
| CN103290260A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-11 | 西北有色金属研究院 | 一种含钽的钛铝基合金铸锭及其制备方法 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103741081A (zh) * | 2013-06-28 | 2014-04-23 | 长春阿尔玛斯科技有限公司 | 一种钛锡合金材料的制备方法 |
| CN103741081B (zh) * | 2013-06-28 | 2015-08-05 | 长春阿尔玛斯科技有限公司 | 一种钛锡合金材料的制备方法 |
| CN105057661A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-11-18 | 西北有色金属研究院 | 一种高钽含量钛钽合金自耗电极的制备方法 |
| CN105154701A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-16 | 华中科技大学 | 一种采用选择性激光熔化快速成形技术制备高温钛合金的方法 |
| CN107297485A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-10-27 | 西安赛特思迈钛业有限公司 | 一种含微量元素钛合金大型铸锭的制备方法 |
| CN108048674A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-05-18 | 西安赛特思迈钛业有限公司 | 一种高含铌量的钛合金布料方法 |
| CN110629071A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-31 | 西安赛特金属材料开发有限公司 | 具有超弹性和形状记忆效应钛合金的制备方法 |
| CN110669952A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-01-10 | 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 | 一种低弹性模量医用钛合金铸锭制备方法 |
| CN111549244A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-08-18 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 一种Ti35钛合金铸锭的制备方法 |
| CN113293310A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-24 | 宁夏中色金航钛业有限公司 | 钛合金单块电极、钛合金铸锭及制备方法 |
| CN113493875A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-10-12 | 中国科学院金属研究所 | 一种高冶金质量tc19合金铸锭的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103773969B (zh) | 2016-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103773969B (zh) | 一种含钽的钛合金真空自耗熔炼用电极的制备方法 | |
| CN106048284B (zh) | 一种钒氮合金及其制备方法 | |
| CN102140589B (zh) | 一种铝镁硅系铝合金的微合金化熔炼工艺 | |
| CN100532609C (zh) | 一种高氮无镍奥氏体不锈钢的制造方法 | |
| JP6886046B2 (ja) | 多段・高度還元による高融点金属粉末の製造方法 | |
| CN103045928A (zh) | 电铝热法生产钒铁的方法 | |
| CN104674034A (zh) | 一种铝钨铌三元素中间合金及其制备方法 | |
| CN101181745B (zh) | 一种钛合金铸锭的制备方法 | |
| CN109628823A (zh) | 硅铬钒合金及其制备方法 | |
| CN102266940B (zh) | 一种细化钢中氧化铝夹杂物的中间体及制备和使用方法 | |
| CN106191506B (zh) | 一种外氧化弥散强化铜合金的制备工艺 | |
| CN102816942B (zh) | 一种生产高氮海绵钛的工艺及其装置 | |
| CN102418009B (zh) | 一种可消解高硬度化合物的铝合金及其熔炼方法 | |
| CN103710576B (zh) | 一种钪、钽增强的高强度镍铌合金材料 | |
| CN101481759A (zh) | 一种制备含钌耐蚀钛合金的方法 | |
| CN102021271B (zh) | 一种向钢中加入超细氧化物的中间体及制备方法 | |
| CN103173662A (zh) | 一种铝铌钽三元合金以及制备方法 | |
| CN103695718B (zh) | 一种锆、铬增强的高强度镍铌合金材料 | |
| CN107304464B (zh) | 一种改善钛合金成分均匀性的三元合金、其制备方法和用途 | |
| CN104878273A (zh) | 采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法 | |
| CN103695720B (zh) | 一种铬、钽增强的高强度镍铌合金材料 | |
| CN103695719B (zh) | 一种钪、铬增强的高强度镍铌合金材料 | |
| CN107779626A (zh) | 一种Al‑Ti‑B‑Sr复合中间合金及其制备方法与应用 | |
| CN101696463A (zh) | 提钒后半钢炼钢发热剂 | |
| CN103695716B (zh) | 一种锆、钽增强的高强度镍铌合金材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 710016 Fengcheng 7th Road, Xi'an Economic and Technological Development Zone, Shaanxi Province Patentee after: Xi'an Supercrystalline Technology Co.,Ltd. Address before: 710016 Fengcheng 7th Road, Xi'an Economic and Technological Development Zone, Shaanxi Province Patentee before: XI'AN SUPERCRYSYAL SCI-TECH DEVELOPMENT Co.,Ltd. |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 710299 No. 10, East Section of Jinggao North Road, Jingwei New City, Xi'an Economic and Technological Development Zone, Shaanxi Province Patentee after: Xi'an Supercrystalline Technology Co.,Ltd. Address before: 710016 Fengcheng 7th Road, Xi'an Economic and Technological Development Zone, Shaanxi Province Patentee before: Xi'an Supercrystalline Technology Co.,Ltd. |