[发明专利]一种低成本钛合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于合金制备技术领域，具体涉及一种低成本钛合金的制备方法。

背景技术

钛及钛合金因具有低密度、高比强度、高比刚度、耐高温、耐腐蚀、无磁、可焊、生物相容等优异的性能，在航空、航天、舰船等领域得到大量应用，然而钛的高成本(同等规格一般是钢的8-10倍)，限制了钛及钛合金的推广应用，尤其是在民用领域的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种成本比现有工艺成本低30％以上的低成本钛合金的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种低成本钛合金的制备方法，其特征在于，该方法采用廉价的Fe-Mo中间合金和Al-Mo中间合金代替昂贵的合金元素，同时向海绵钛中添加钛的边角料或残料，利用真空自耗电弧炉熔炼制备钛合金。

上述的一种低成本钛合金的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

(1)将钛的边角料或残料与海绵钛、廉价的Fe-Mo中间合金和Al-Mo中间合金混合切削，按合金配料比例压制成电极，所述钛的边角料或残料占海绵钛总重量的10％～30％；

(2)将步骤(1)中所述电极置于真空自耗电弧炉中经两次熔炼得到合金铸锭；

(3)将步骤(2)中所述合金铸锭经车床切削去除表面皮和冒口后开坯锻造成棒材；

(4)将步骤(3)中所述棒材于温度为900℃～950℃的条件下保温2h，然后置于精锻机上加工成所需尺寸的钛合金。

上述步骤(4)中所述精锻机加工时，采用60％的道次变形量。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明采用廉价的Fe-Mo中间合金和Al-Mo中间合金代替昂贵的合金元素，同时向海绵钛中添加钛的边角料或残料，利用真空自耗电弧炉熔炼制备含有廉价金属元素的新型合金Ti12LC(Ti-4Al-7Mo-2Fe)和Ti8LC(Ti-6Al-2Mo-1Fe)，在增大钛边角料或残料在合金制备中所占的比例的同时采用大变形量加工等短流程加工方法，使得钛合金的制备成本降低30％以上。

下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

具体实施方式

实施例1

制备Ti12LC(Ti-4Al-7Mo-2Fe)低成本合金

(1)将钛的边角料或残料与海绵钛、廉价的Fe-Mo中间合金和Al-Mo中间合金混合切削，按所制备的合金比例压制成电极；所述钛的边角料或残料占海绵钛总重量的20％；

(2)将步骤(1)中所述电极置于真空自耗电弧炉中经两次熔炼得到Φ360mm合金铸锭；

(3)将步骤(2)中所述合金铸锭经车床切削去除表面皮和冒口后采用常规方法开坯锻造成Φ120mm棒材；

(4)将步骤(3)中所述棒材于温度为900℃的条件下保温2h，然后置于精锻机上，采用60％的道次变形量加工成Φ48mm的棒材，得到Ti12LC(Ti-4Al-7Mo-2Fe)合金。

本实施例制备的Ti12LC(Ti-4Al-7Mo-2Fe)除具有常规加工方法获得的钛合金的性能外，其制备成本比现有工艺的制备成本低30％以上。

实施例2

制备Ti8LC(Ti-6Al-2Mo-1Fe)低成本合金

(1)将钛的边角料或残料与海绵钛、廉价的Fe-Mo中间合金和Al-Mo中间合金混合切削，按所制备的合金比例压制成电极；所述钛的边角料或残料占海绵钛总重量的20％；

(2)将步骤(1)中所述电极置于真空自耗电弧炉中经两次熔炼得到Φ360mm合金铸锭；

(3)将步骤(2)中所述合金铸锭经车床切削去除表面皮和冒口后采用常规方法开坯锻造成Φ120mm棒材；

(4)将步骤(3)中所述棒材于温度为950℃的条件下保温2h，然后置于精锻机上，采用60％的道次变形量加工成Φ48mm的棒材，得到Ti8LC(Ti-6Al-2Mo-1Fe)合金。

本实施例制备的Ti8LC(Ti-6Al-2Mo-1Fe)除具有常规加工方法获得的钛合金的性能外，其制备成本比现有工艺的制备成本低30％以上。

实施例3

制备Ti12LC(Ti-4Al-7Mo-2Fe)低成本合金

(1)将钛的边角料或残料与海绵钛、廉价的Fe-Mo中间合金和Al-Mo中间合金混合切削，按所制备的合金比例压制成电极；所述钛的边角料或残料占海绵钛总重量的10％；

(2)将步骤(1)中所述电极置于真空自耗电弧炉中经两次熔炼得到Φ360mm合金铸锭；