[发明专利]用于加工合金锭的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于加工合金锭的系统及方法。本发明也涉及用于热加工合金锭的工艺。

背景技术

金属合金产品(例如)可使用锭冶金操作或粉末冶金操作制得。锭冶金操作可包括熔化合金原料并浇铸经熔融的材料成一锭。锭冶金操作的非限制性实例是“三重熔化(triple melt)”技术，其包括三种熔化操作：(1)真空感应熔炼(VIM)以由原料制备所需合金组合物；(2)电渣精炼(ESR)，其可降低(例如)含氧包合体(inclusion)的含量，及(3)真空电弧再熔(VAR)，其可降低ESR后固化期间可发生的组成分离。锭可在VAR操作后固化期间形成。

粉末冶金操作可包括雾化熔融合金和收集及固结经固化的冶金粉末成一锭。粉末冶金操作的非限制性实例包括以下步骤：(1)VIM以由原料制备所需合金组合物；(2)将熔融合金雾化成熔融合金液滴，其固化成合金粉末；(3)任选地筛分以减少包合体；(4)装罐及脱气；及(5)压缩以固结合金粉末成合金锭。

可热加工由锭冶金操作及粉末冶金操作形成的合金锭以制造其他合金产品。例如，固化或固结形成合金锭后，该锭经受锻造和/或挤压以由该锭形成坯段或其他合金物件。

发明内容

本文所公开的实施方案涉及一种锭加工方法。锭加工方法可包括将金属材料层沉积于合金锭的表面的至少一区域上。该锭加工方法的特征为金属材料层降低热加工期间合金锭的表面破裂的发生率。

本文所公开的其他实施方案涉及一种热加工工艺。该热加工工艺可包含对合金锭施力以使该合金锭变形。合金锭可包括沉积于该合金锭的表面的至少一区域上的金属材料层。热加工工艺的特征为力是施加于该金属材料层上。

本文所公开的其他实施方案涉及锭加工系统。锭加工系统可包含锭定位设备。锭定位设备可配置成使锭绕该锭的长轴旋转。锭加工系统也可包含焊接设备。焊接设备可配置成将金属材料层以焊缝沉积物(weld deposit)形式沉积于锭表面的至少一区域上。

应了解，本文所公开及描述的本发明不限于此概述中所公开的实施方案。

附图简述

通过参照附图，可更好地理解本文所公开及描述的非限制性实施方案的各种特征。

图1A是具有沉积于锭的末端表面上的金属材料层的锭的侧视图，且图1B是图1A所示的锭的透视图；

图2是具有沉积于锭的圆周表面上的金属材料层的锭的透视图；

图3A是具有沉积于锭的末端表面及圆周表面上的金属材料层的锭的侧视图，且图3B是图3A所示的锭的透视图；

图4A-4D是说明一种将金属材料以焊缝沉积物形式沉积于锭的圆周表面上的方法的透视图；

图5A-5D是说明另一种将金属材料以焊缝沉积物形式沉积于锭的圆周表面上的方法的透视图；

图6A是说明一种将金属材料以焊缝沉积物形式沉积于锭的圆周表面上的方法的另一实施方案的透视图，且图6B是图6A所示且具有以焊缝沉积物形式沉积于锭的整个圆周表面上的金属材料层的锭的透视图；

图7A是在镦锻(upset forging)操作中锭的侧面截面图，图7B是镦锻后图7A所示的锭的放大部分侧面截面图，图7C是在镦锻操作中且具有沉积于锭的末端表面上的金属材料层的锭的侧面截面图，且图7D是镦锻后图7C所示的锭的放大部分侧面截面图；

图8A是在拉拔锻造(draw forging)操作中锭的侧面截面图，图8B是拉拔锻造后图8A所示的锭的放大部分侧面截面图，图8C是在拉拔锻造操作中且具有沉积于锭的圆周表面上的金属材料层的锭的侧面截面图，且图8D是拉拔锻造后图8C所示的锭的放大部分侧面截面图；

图9是两个3英寸合金立方体的照片，每个合金立方体具有通过焊接操作而沉积于立方体表面上的金属材料层(如照片中的取向)；

图10A和10B是1英寸扁圆片(pancake)的两个模具-接触面的照片，该扁圆片是由具有通过焊接操作而沉积于合金立方体的模具-接触面上的金属材料层的3英寸合金立方体压缩锻造而成；及

图11是1英寸扁圆片的截面的照片，该扁圆片是由具有通过焊接操作而沉积于合金立方体的模具-接触面(如照片中取向的上表面)上的金属材料层的3英寸合金立方体压缩锻造而成，且图11A是沿如图11所示的焊接表面的截面取得的显微照片。

考虑以下根据本发明的各种非限制性实施方案的详细描述时，读者将会意识到下述细节以及其他细节。于实施或利用本文所述的实施方案时，读者也可理解额外细节。