本发明涉及钛及钛合金熔炼，尤其涉及一种钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法。
背景技术：
1、冷坩埚悬浮熔炼技术是指将水冷的带有切缝的金属坩埚置于线圈的交变磁场中，对炉料进行感应熔炼的新技术．该技术特别适用于对活泼金属、难熔合金、高纯材料以及高浓度污染材料进行熔炼或重熔，其优点在于设备投资和运行成本较低，对钛及钛合金铸锭的质量和均匀性起到良好的作用。因此该法作为重要用途如生产航空、航天，船舶、化工、石油、汽车、医疗、核电用钛及钛合金铸锭的首选工艺方法，开发利用前景十分广阔。
2、真空冷坩埚悬浮熔炼技术具有较多的优点，但存在的问题是坩埚底部为整体结构，钛及钛合金铸件熔体在底部与坩埚接触损失大量热量。形成较厚的凝壳。往往超过总容积的1/3，凝壳重量超过总重量的20%，凝壳重量超过一定重量，钛及钛合金铸锭主要元素均匀性变差，为此还得需要不断的深入研究。
3、因此，现有技术中存在对钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法改进的需求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法，本发明的方法的熔融钛金属液在底部与坩埚接触形成的凝壳重量减少，降低钛合金铸锭主要元素含量极差，优化其均匀性，降低试样机械性能偏差。
2、基于上述目的，本发明实施例的提供了一种钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法，包括以下步骤：
3、s1、坩埚加料阶段：将炉料悬空置于冷坩埚内，炉料的下缘与坩埚底部保持悬空距离，冷坩埚悬浮置于熔炼炉内；
4、s2、预热均质阶段：对熔炼炉抽真空至预设真空度后开启熔炼电源，对炉料进行预热，使炉料芯部与表层温度达到第一预设温度区间并保温；
5、s3、软化均温阶段：提升功率使炉料恒温加热至半熔融状态，持续保温使炉料芯部达到第二预设温度；
6、s4、熔化阶段：进一步提高功率和频率，使炉料完全熔融；
7、s5、熔融保温阶段：进一步提高功率和频率至熔炼炉设备的最大功率和最大频率，对完全熔融的金属液进行保温以实现均温；
8、s6、浇铸阶段：将均温后的熔融金属浇注至铸锭模具得到铸锭。
9、在一些实施方式中，在s1中，悬空距离为50～100mm，且炉料上部为馒头状凸起。
10、在一些实施方式中，在s1中，炉料包括单质合金、中间合金或成分极差大于0.4%的再生钛合金铸锭。
11、在一些实施方式中，在s2中，抽真空至0.05pa后开启熔炼电源，预热功率为400～450kw，频率为5.0~6khz，预热时间为6～12分钟。
12、在一些实施方式中，在s2中，第一预设温度区间为1350～1450℃，保温时间至少为5分钟。
13、在一些实施方式中，在s3中，提升功率至500～550kw恒温加热6～12分钟，半熔融状态下炉料温度为1550～1610℃。
14、在一些实施方式中，在s3中，保温时间至少5分钟，炉料芯部达到的第二预设温度为1600℃。
15、在一些实施方式中，在s4中，在提高功率至850～900kw，频率逐步提高至7.5~8khz，直至炉料完全熔融。
16、在一些实施方式中，在s5中，在最大功率和最大频率状态下保温6～20分钟以降低熔融金属上下及内外温差。
17、在一些实施方式中，在s6中，铸锭模具为经预热并涂覆耐火涂料的模具，浇铸在真空环境下完成。
18、本发明至少具有以下有益技术效果：
19、1.显著降低凝壳形成：通过所述坩埚加料阶段的悬空装料设计，结合软化均温阶段的半熔融悬浮控制，凝壳质量降至8%以下，从根本上减少熔融金属与坩埚底部的接触凝固，提升原料利用率；
20、2.实现成分超高均匀性：依托阶梯式温控工艺，配合高能均质化保温，铸锭顶端与底端化学成分含量差异稳定低于0.05%；
21、3.力学性能一致性突破：成分均匀性的本质改善直接传导至力学性能提升，铸锭顶端与底端抗拉强度偏差≤3mpa，延伸率波动范围缩窄50%以上，解决传统铸锭因成分偏析导致的机械性能离散问题。
1.一种钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法，其特征在于，在s1中，所述悬空距离为50～100mm，且炉料上部为馒头状凸起。
3.根据权利要求1所述的钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法，其特征在于，在s1中，所述炉料包括单质合金、中间合金或成分极差大于0.4%的再生钛合金铸锭。
4.根据权利要求1所述的钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法，其特征在于，在s2中，抽真空至0.05pa后开启熔炼电源，预热功率为400～450kw，频率为5.0~6khz，预热时间为6～12分钟。
5.根据权利要求1所述的钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法，其特征在于，在s2中，所述第一预设温度区间为1350～1450℃，保温时间至少为5分钟。
6.根据权利要求1所述的钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法，其特征在于，在s3中，提升功率至500～550kw恒温加热6～12分钟，所述半熔融状态下炉料温度为1550～1610℃。
7.根据权利要求1所述的钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法，其特征在于，在s3中，保温时间至少5分钟，所述炉料芯部达到的所述第二预设温度为1600℃。
8.根据权利要求1所述的钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法，其特征在于，在s4中，在提高功率至850～900kw，频率逐步提高至7.5~8khz，直至炉料完全熔融。
9.根据权利要求1所述的钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法，其特征在于，在s5中，在最大功率和最大频率状态下保温6～20分钟以降低熔融金属上下及内外温差。
10.根据权利要求1所述的钛及钛合金铸锭真空冷坩埚悬浮熔炼方法，其特征在于，在s6中，所述铸锭模具为经预热并涂覆耐火涂料的模具，浇铸在真空环境下完成。