一种改善纯钛锻件冶金缺陷的加工方法与流程

本发明涉及热加工，尤其涉及一种改善纯钛锻件冶金缺陷的加工方法。

背景技术：

1、钛是一种具有金属光泽，有延展性的金属。钛的密度高于铝而低于铁、铜、镍，机械强度大、容易加工，使用钛金属进行锻造变形而得到的工件或毛坯被称为钛锻件，在生产制造的过程中，一般会使用钛锻件生产的高效加工装置来进行加工，现有的钛锻件生产的高效加工装置基本上已经能够满足日常的使用需求，但仍有一些不足之处需要改进。

2、成品锻件开粗后经多道次、大加工量(机加工清除占比在78％～88％)cnc精加工→薄壁箱体型容器/喷射装置→精整(喷砂、清洗)→质检→成品。而在少量半/近成品工件表面，偶发性出现针孔(≤φ0.50mm)、偏析(≤3.5mm2)、夹杂(≤2.5mm2)等类型目视可见质量缺陷，由于表面质量及多余物残留对该产品的工程应用有直接的影响，此类缺陷不可接受，造成产品报废，经济损失巨大。

技术实现思路

1、为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

2、一种改善纯钛锻件冶金缺陷的加工方法，包括以下步骤：准备金属材料→熔炼金属材料→锻造金属材料→机加工金属材料。

3、该方法所针对的化学成分以及质量百分比为：fe0.2-0.4wt％、c0.007-0.009wt％、n0.02-0.05wt％、h0.02-0.04wt％、o0.15-0.35wt％下进行，其余为海绵钛和中间合金。

4、其中熔炼金属材料步骤为：电子束冷炉床熔炼→第一次真空自耗电弧熔炼→第二次真空自耗电弧熔炼。

5、电子束冷炉床熔炼用于均匀熔炼金属材料。

6、真空自耗电弧熔炼用于快速熔炼金属材料。

7、进一步优选为，海绵钛和中间合金中的化学成分以及质量百分比为：fe0.05-0.15wt％、c0.004-0.006wt％、n0.002-0.004wt％、h0.001-0.002wt％、o0.24-0.34wt％。

8、进一步优选为，机加工金属材料步骤包括：开粗→第一次ut检测→匀质化热处理→第二次ut检测→理化性能检测。

9、进一步优选为，匀质化热处理包括：将金属材料加热至860±20℃。

10、与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过电子束冷炉床熔炼和两次真空自耗电弧熔炼的相互配合，进而使得在熔炼金属材料时熔炼组织均匀、甚少偏析，同时由于熔铸的是非合金工业纯钛，可有效的剔除易挥发杂质、且无需顾忌合金元素的烧损，低密度夹杂(ld i)溶解或上浮，高密度夹杂(hd i)下沉粘结，经后续精整分离，可显著减少ld i/hd i夹杂和偏析的优势，进一步地，结合真空自耗电弧熔炼方式，使得熔炼金属材料过程中化学成分均匀、能耗低、熔速特点，进而有效降低半/近成品工件表面出现针孔、偏析和夹杂的概率，进一步提高产品的成功率，降低经济损失。

技术特征：

1.一种改善纯钛锻件冶金缺陷的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：准备金属材料→熔炼金属材料→锻造金属材料→机加工金属材料：

2.根据权利要求1所述的改善纯钛锻件冶金缺陷的加工方法，其特征在于，所述海绵钛和中间合金中的化学成分以及质量百分比为：fe0.05-0.15wt％、c0.04-0.006wt％、n0.002-0.004wt％、h0.001-0.002wt％、o0.24-0.34wt％。

3.根据权利要求2所述的改善纯钛锻件冶金缺陷的加工方法，其特征在于，所述机加工金属材料步骤包括：开粗→第一次ut检测→匀质化热处理→第二次ut检测→理化性能检测。

4.根据权利要求3所述的改善纯钛锻件冶金缺陷的加工方法，其特征在于，所述匀质化热处理包括：将金属材料加热至860±20℃。

技术总结
本发明公开了一种改善纯钛锻件冶金缺陷的加工方法，包括以下步骤：准备金属材料→熔炼金属材料→锻造金属材料→机加工金属材料→精整→交货,该方法所针对的化学成分以及质量百分比为：Fe0.2‑0.4wt％、C0.007‑0.009wt％、N0.02‑0.05wt％、H0.02‑0.04wt％、O0.15‑0.35wt％下进行，其余为海绵钛和中间合金。本发明，通过电子束冷炉床熔炼和两次真空自耗电弧熔炼的相互配合，进而使得在熔炼金属材料时熔炼组织均匀、甚少偏析，同时由于熔铸的是非合金工业纯钛，可有效的剔除易挥发杂质、且无需顾忌合金元素的烧损，低密度夹杂(LD I)溶解或上浮，高密度夹杂(HD I)下沉粘结，经后续精整分离，可显著减少LD I/HD I夹杂和偏析的优势。

技术研发人员：唐金波,马宝林,徐冰
受保护的技术使用者：陕西创信金属科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8