CN109022862A - 一种Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法 - Google Patents

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王莹
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium

Abstract

本发明公开了一种Ti‑22V‑4Al钛合金铸锭的制备方法，按照Ti‑22V‑4Al合金的名义成分称取0A级海绵钛、工业纯铝和中间合金A1‑85V作为原料，混合均匀并压制成电极块；在惰性气体保护下将多个电极块组焊成一次自耗电极；将一次自耗电极置于真空自耗电弧炉内进行熔炼，随炉冷却后得到一次铸锭；将多个一次铸锭按照冒口对冒口、锭底对锭底对焊的方式进行炉内焊接，得到二次自耗电极；将二次自耗电极置于真空自耗电弧炉内进行熔炼，随炉冷却后得到二次铸锭；将多个二次铸锭进行炉内焊接得到三次自耗电极；将三次自耗电极置于真空自耗电弧炉内进行熔炼，随炉冷却后得到成品铸锭。本发明所制备的Ti‑22V‑4Al钛合金铸锭内各合金成分分布均匀、波动较小、相对偏差的绝对值较小。

Description

一种Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法
技术领域
本发明涉及钛合金材料加工技术领域，尤其是一种Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法。
背景技术
Ti-22V-4Al钛合金是一种具有优良综合性能的近α合金，具有良好的冷加工成形性，目前被广泛运用于高端眼镜架的生产中。目前规模化生产Ti-22V-4Al钛合金存在金属元素成分分布不均匀、相对偏差较大的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种生产工艺简单的Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法，所制得的Ti-22V-4Al钛合金铸锭中合金成分分布均匀、波动小。
为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：一种Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按照Ti-22V-4Al合金的名义成分称取0A级海绵钛、工业纯铝和中间合金A1-85V作为原料，混合均匀并压制成电极块；
步骤二、在惰性气体保护下将多个步骤一中所述的电极块组焊成一次自耗电极；
步骤三、将步骤二中所述的一次自耗电极置于真空自耗电弧炉内进行熔炼，随炉冷却后得到一次铸锭；
步骤四、将多个步骤三中所述的一次铸锭按照冒口对冒口、锭底对锭底对焊的方式进行炉内焊接，得到二次自耗电极；
步骤五、将步骤四中所述的二次自耗电极置于真空自耗电弧炉内进行熔炼，随炉冷却后得到二次铸锭；
步骤六、将多个步骤五中所述的二次铸锭进行炉内焊接得到三次自耗电极；
步骤七、将步骤六中所述的三次自耗电极置于真空自耗电弧炉内进行熔炼，随炉冷却后得到成品铸锭。
进一步的是：所述步骤二中采用等离子弧焊进行焊接。
进一步的是：步骤二中所述惰性气体为氩气。
进一步的是：所述步骤三中真空自耗电弧炉的真空度≤1Pa，熔炼电流为3～4KA，熔炼电压为30～33V，交流稳弧电流为6～10A。
进一步的是：所述步骤四中炉内焊接的电流为1～4KA，电压为22～27V。
进一步的是：所述步骤五中真空自耗电弧炉的真空度≤1Pa，熔炼电流为4～6KA，熔炼电压为31～36V，交流稳弧电流为6～12A。
进一步的是：所述步骤六中炉内焊接的电流为2～5KA，电压为23～28V。
进一步的是：所述步骤七中真空自耗电弧炉的真空度≤1Pa，熔炼电流为4～8KA，熔炼电压为32～37V，交流稳弧电流为8～13A。
本发明的有益效果如下：本方法生产工艺简单、不需要过多人工参与、易实现工业化生产；通过本发明所述制备方法所制备的Ti-22V-4Al钛合金铸锭内各合金成分分布均匀、波动较小、相对偏差的绝对值较小，满足工业化生产对钛合金铸锭成分分布均匀性的要求。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
步骤一、按照Ti-22V-4Al合金的名义成分称取0A级海绵钛、工业纯铝和中间合金A1-85V作为原料，混合均匀并采用油压机压制成电极块；
步骤二、在氩气保护下采用等离子弧焊将六个步骤一中所述的电极块组焊成一次自耗电极；
步骤三、将步骤二中所述的一次自耗电极置于真空自耗电弧炉内，在真空度不高于1Pa、熔炼电流为3KA、电压为31V、交流稳弧电流为6A的条件下进行熔炼，随炉冷却后得到一次铸锭；
步骤四、将两个步骤三中所述的一次铸锭按照冒口对冒口、锭底对锭底对焊的方式进行炉内焊接，炉内焊接的电流为2KA、电压为22V，焊接后得到二次自耗电极；
步骤五、将步骤四中所述的二次自耗电极置于真空自耗电弧炉内，在真空度不高于1Pa、熔炼电流为4KA、电压为32V、交流稳弧电流为6A的条件下进行熔炼，进行熔炼，随炉冷却后得到二次铸锭；
步骤六、将两个步骤五中所述的二次铸锭进行炉内焊接得到三次自耗电极，炉内电流为2KA、电压为24V；
步骤七、将步骤六中所述的三次自耗电极置于真空自耗电弧炉内，在真空度不高于1Pa、熔炼电流为4KA、电压为32V、交流稳弧电流为8A的条件下进行熔炼，进行熔炼，进行熔炼，随炉冷却后得到直径不小于300mm的成品铸锭。
实施例2
步骤一、按照Ti-22V-4Al合金的名义成分称取0A级海绵钛、工业纯铝和中间合金A1-85V作为原料，混合均匀并采用油压机压制成电极块；
步骤二、在氩气保护下采用等离子弧焊将八个步骤一中所述的电极块组焊成一次自耗电极；
步骤三、将步骤二中所述的一次自耗电极置于真空自耗电弧炉内，在真空度不高于1Pa、熔炼电流为4KA、电压为33V、交流稳弧电流为10A的条件下进行熔炼，随炉冷却后得到一次铸锭；
步骤四、将四个步骤三中所述的一次铸锭按照冒口对冒口、锭底对锭底对焊的方式进行炉内焊接，炉内焊接的电流为4KA、电压为27V，焊接后得到二次自耗电极；
步骤五、将步骤四中所述的二次自耗电极置于真空自耗电弧炉内，在真空度不高于1Pa、熔炼电流为6KA、电压为36V、交流稳弧电流为12A的条件下进行熔炼，进行熔炼，随炉冷却后得到二次铸锭；
步骤六、将四个步骤五中所述的二次铸锭进行炉内焊接得到三次自耗电极，炉内电流为5KA、电压为28V；
步骤七、将步骤六中所述的三次自耗电极置于真空自耗电弧炉内，在真空度不高于1Pa、熔炼电流为8KA、电压为37V、交流稳弧电流为13A的条件下进行熔炼，进行熔炼，进行熔炼，随炉冷却后得到直径不小于300mm的成品铸锭。
对实施例1和实施例2中的成品取样并在铸锭上五个部位进行成分检测分析，分析结构见表1：
表1实施例取样成分检测结果
轴向取样部位 Al成分偏差比例(％) V成分偏差比例(％)
头 0.84 1.03
距头部四分之一处 -0.89 1.68
中 0.21 -1.65
距尾部四分之一处 -0.56 1.45
尾 1.03 1.15
从表1中可知，采用本发明所制得的Ti-22V-4Al钛合金铸锭在轴向的主要合金成分分布均匀、波动较小，相对偏差的绝对值小于3％，满足大规模工业化生产Ti-22V-4Al钛合金铸锭对成分分布均匀性的要求。

Claims (8)

1.一种Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、按照Ti-22V-4Al合金的名义成分称取0A级海绵钛、工业纯铝和中间合金A1-85V作为原料，混合均匀并压制成电极块；
步骤二、在惰性气体保护下将多个步骤一中所述的电极块组焊成一次自耗电极；
步骤三、将步骤二中所述的一次自耗电极置于真空自耗电弧炉内进行熔炼，随炉冷却后得到一次铸锭；
步骤四、将多个步骤三中所述的一次铸锭按照冒口对冒口、锭底对锭底对焊的方式进行炉内焊接，得到二次自耗电极；
步骤五、将步骤四中所述的二次自耗电极置于真空自耗电弧炉内进行熔炼，随炉冷却后得到二次铸锭；
步骤六、将多个步骤五中所述的二次铸锭进行炉内焊接得到三次自耗电极；
步骤七、将步骤六中所述的三次自耗电极置于真空自耗电弧炉内进行熔炼，随炉冷却后得到成品铸锭。
2.如权利要求1所述的一种Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法，其特征在于：所述步骤二中采用等离子弧焊进行焊接。
3.如权利要求1所述的一种Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法，其特征在于：步骤二中所述惰性气体为氩气。
4.如权利要求1所述的一种Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法，其特征在于：所述步骤三中真空自耗电弧炉的真空度≤1Pa，熔炼电流为3～4KA，熔炼电压为30～33V，交流稳弧电流为6～10A。
5.如权利要求1所述的一种Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法，其特征在于：所述步骤四中炉内焊接的电流为1～4KA，电压为22～27V。
6.如权利要求1所述的一种Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法，其特征在于：所述步骤五中真空自耗电弧炉的真空度≤1Pa，熔炼电流为4～6KA，熔炼电压为31～36V，交流稳弧电流为6～12A。
7.如权利要求1所述的一种Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法，其特征在于：所述步骤六中炉内焊接的电流为2～5KA，电压为23～28V。
8.如权利要求1所述的一种Ti-22V-4Al钛合金铸锭的制备方法，其特征在于：所述步骤七中真空自耗电弧炉的真空度≤1Pa，熔炼电流为4～8KA，熔炼电压为32～37V，交流稳弧电流为8～13A。
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