一种EB炉制备TC4钛合金铸锭的方法与流程

文档序号:35709969发布日期:2023-10-12 10:51阅读:255来源:国知局

本公开实施例涉及钛合金铸锭制备,尤其涉及一种eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法。


背景技术:

1、钛合金因其优良的耐蚀性、低密度、高比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点,在航空航天、石油化工、海洋船舶、汽车、医药等部门都得到成功的应用。

2、真空自耗电弧熔炼法(vacuum arc remelting,var)是制备钛合金铸锭的主导工艺方法,但是var铸锭的质量水平限制了其在航空航天等高端领域的应用。为了获得航空发动机用高洁净度优质钛合金材料,电子束冷床熔炼法(electron beam cold hearthmelting,ebchm)的应用是正确的选择。美国对于ebchm熔炼钛合金的技术已成熟,ebchm(即eb)法生产的ti6al4v合金(tc4合金)已被制成了从装甲到体育休闲的多种工业产品,并正向航空领域过渡。美国空军曾自主采用eb炉熔炼的tc4扁锭生产的板材进行系统研究,目的是替代多次var板材产品,在军用和民用领域得到了推广应用。

3、与国际先进水平相比,我国eb法的应用尚处于摸索、起步阶段,不仅效率不高,而且加工出来的tc4合金的品质尚不如国外。

4、因此,有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

5、需要注意的是,本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。


技术实现思路

1、本公开实施例的目的在于提供一种eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

2、根据本公开实施例,提供一种eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,该方法包括:

3、确定制备tc4钛合金铸锭的原材料的配比,并将所述原材料压制成若干个料块;其中,所述原材料的配比为:1级海绵钛89%~92%,v-al中间合金5%~6%以及铝豆3%~5%。

4、本公开的一实施例中,所述根据铸锭工艺对所述料块进行熔炼的步骤中包括:

5、设定进料速度为7~11mm/min,将所述电子枪组电压均设定为30kv;

6、利用所述1号枪、所述2号枪、所述3号枪和所述4号枪对所述料块进行熔化,以使所述料块能够正常熔化;

7、利用所述5号枪对熔化后的所述料块进行冷床精炼,以使精炼后的所述料块能够由冷床流入结晶器;

8、利用所述6号枪和所述7号枪对冷床精炼后的所述料块进行结晶凝固,以使所述结晶器内的熔池表面保证熔化状态。

9、本公开的一实施例中,所述1号枪、所述2号枪、所述3号枪和所述4号枪的电流均为8.0~8.5a,所述5号枪的电流为5.3~5.7a,所述6号枪和所述7号枪的电流均为4~5a。

10、本公开的一实施例中,所述1号枪、所述2号枪、所述3号枪和所述4号枪获得的功率占总功率的50%,所述5号枪获得的功率占总功率的20%,所述6号枪和所述7号枪获得的功率占总功率的30%。

11、本公开的一实施例中,所述海绵钛的成分含量包括:o的含量为0.040%,n的含量为0.006%,fe的含量为0.029%,c的含量为0.009%,h的含量为0.002%,其余为钛;

12、所述v-al中间合金的成分含量包括:v的含量为45.0%~65.0%,al的含量为34.7%~54.7%,杂质的含量为0.30%;

13、所述铝豆的纯度大于或等于99.7%。

14、本公开的一实施例中,所述将所述原材料压制成若干个料块的步骤中包括:

15、分别对所述海绵钛、所述v-al中间合金和所述铝豆混合后倒入混料机中;

16、封闭所述混料机的入料口和出料口后,使所述混料机正反共转3分钟;

17、将所述混料机混合后的所述原材料加入到油压机的模具中,以制备所述料块。

18、本公开的一实施例中,所述将所述原材料压制成若干个料块的步骤之后,还包括:

19、将所述料块按照每排5块,单层摆放放入料箱后,对料块进行烘干处理;其中,烘干时长为3h,烘干温度为110~120℃。

20、本公开的一实施例中,所述真空度的所述预设值为0.1pa。

21、本公开的一实施例中,所述开启所述电子枪组进行预热之前还包括:

22、当所述真空度为0.1pa时,用干燥纯净的氢气对所述1号枪、所述2号枪、所述3号枪、所述4号枪、所述5号枪、所述6号枪和所述7号枪进行吹扫,以保证其气管的通畅,且无其它气体存在,从而保证所述电子枪组的稳定性。

23、本公开的一实施例中,所述开启所述电子枪组进行预热的步骤包括:

24、将所述1号枪、所述2号枪、所述3号枪、所述4号枪、所述5号枪、所述6号枪和所述7号枪的电流设置为2.0~3.0a,以进行预热。

25、本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:

26、本公开的实施例中,通过上述eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,提高了tc4钛合金熔炼效率,提高了铸锭的质量,提高熔炼品质,降低能耗,减小成本;且生产出的tc4铸锭符合国家要求,质量明显提升。



技术特征:

1.一种eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,其特征在于,所述根据铸锭工艺对所述料块进行熔炼的步骤中包括:

3.根据权利要求2所述eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,其特征在于,所述1号枪、所述2号枪、所述3号枪和所述4号枪的电流均为8.0~8.5a,所述5号枪的电流为5.3~5.7a,所述6号枪和所述7号枪的电流均为4~5a。

4.根据权利要求3所述eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,其特征在于,所述1号枪、所述2号枪、所述3号枪和所述4号枪获得的功率占总功率的50%,所述5号枪获得的功率占总功率的20%,所述6号枪和所述7号枪获得的功率占总功率的30%。

5.根据权利要求1所述eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,其特征在于,所述海绵钛的成分含量包括:o的含量为0.040%,n的含量为0.006%,fe的含量为0.029%,c的含量为0.009%,h的含量为0.002%,其余为钛;

6.根据权利要求1所述eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,其特征在于,所述将所述原材料压制成若干个料块的步骤中包括:

7.根据权利要求6所述eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,其特征在于,所述将所述原材料压制成若干个料块的步骤之后,还包括:

8.根据权利要求1所述eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,其特征在于,所述真空度的所述预设值为0.1pa。

9.根据权利要求8所述eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,其特征在于,所述开启所述电子枪组进行预热之前还包括:

10.根据权利要求1所述eb炉制备tc4钛合金铸锭的方法,其特征在于,所述开启所述电子枪组进行预热的步骤包括:


技术总结
本公开实施例是关于一种EB炉制备TC4钛合金铸锭的方法。该方法包括:确定制备TC4钛合金铸锭的原材料的配比,并将所述原材料压制成若干个料块;将所述料块送入EB炉中,封闭所述EB炉,并进行抽真空,并设置电子枪组的参数;其中,所述电子枪组包括1号枪、2号枪、3号枪、4号枪、5号枪、6号枪和7号枪;当所述EB炉中的真空度达到预设值后,开启所述电子枪组进行预热,并根据铸锭工艺对所述料块进行熔炼。本公开实施例提高了TC4钛合金熔炼效率,提高了铸锭的质量,提高熔炼品质,降低能耗,减小成本;且生产出的TC4铸锭符合国家要求,质量明显提升。

技术研发人员:韩松,赵哲,周明亮,习小练,王金奎
受保护的技术使用者:陕西天成航空材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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