[发明专利]一种低成本钛合金及其均匀化制备方法

权利要求书

1.一种低成本钛合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)原料配比：按钛合金各原料组分计算钛源化合物、钒源化合物、铝源化合物、铁源化合物、氧源化合物用量配比；

2)原料摆放：将所述钛源化合物放入水冷铜坩埚感应凝壳炉(1)内摆放好，所述钛源化合物距离所述水冷铜坩埚感应凝壳炉(1)的顶部距离不小于所述水冷铜坩埚感应凝壳炉(1)高度的1/4，再将铝源化合物、钒源化合物和氧源化合物埋在钛源化合物内部；

3)熔炼浇注：将水冷铜坩埚感应凝壳炉(1)抽真空后，在电源功率为55～65kW下，预热2～3min；然后电源功率以20～30kW/min的速度增加到300～350kW后，保温4～8min；再加入铁源化合物，同时将电源功率以45～55kW/min的速度增加到400～450kW后，保温2min，然后浇注得到铸锭；

所述铸锭中合金成分按质量百分比计为：Al为1.8～4.0％，V为1.2～2.0％，Fe为1.0～3.0％，O为0.1～0.2％，其余为Ti和无法避免的杂质。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，原料配比：当合金中Al含量为1.8～3.0％时，铝源化合物和钒源化合物为Ti6Al4V回收料(4)；氧源化合物为TiO₂粉末(3)；铁源化合物为分析纯铁粉；钛源化合物为海绵钛(2)和Ti6Al4V回收料(4)。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，原料摆放：将所述海绵钛(2)放到水冷铜坩埚感应凝壳炉(1)内摆放好，所述海绵钛(2)距离所述水冷铜坩埚感应凝壳炉(1)的顶部距离不小于所述水冷铜坩埚感应凝壳炉(1)高度的1/4，再将所述Ti6Al4V回收料(4)和所述TiO₂粉末(3)以交替的顺序从下到上埋放在海绵钛(2)内部。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，原料配比：当合金中Al含量大于3.0％，不大于4％时，所述铝源化合物为Ti6Al4V回收料(4)和铝箔(5)，所述钒源化合物为Ti6Al4V回收料(4)，所述氧源化合物为TiO₂粉末(3)；铁源化合物为分析纯铁粉；钛源化合物为海绵钛(2)。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，原料摆放：将所述Ti6Al4V回收料(4)和所述TiO₂粉末(3)以交替的顺序从上到下摆放，然后外面包裹所述铝箔(5)，制成合金包，再将所述海绵钛(2)放到所述水冷铜坩埚感应凝壳炉(1)内摆放好，所述海绵钛(2)距离所述水冷铜坩埚感应凝壳炉(1)的顶部距离不小于所述水冷铜坩埚感应凝壳炉(1)高度的1/4，将所述合金包埋在所述海绵钛(2)内部。

6.如权利要求2～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述Ti6Al4V回收料(4)为Ti6Al4V铸件生产时废弃的浇道和浇冒系统，所述Ti6Al4V回收料(4)在使用前进行酸洗处理。

7.如权利要求2～5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述TiO₂粉末(3)中TiO₂的含量不小于98％；所述分析纯铁粉中Fe的含量不小于98％；所述铝箔(5)中Al的含量不小于99.5％；所述Ti6Al4V回收料(4)中Ti6Al4V含量不低于99.0％；所述海绵钛(2)为0～3级海绵钛。

8.一种如权利要求1所述的低成本钛合金的制备方法制备的电极锭，其特征在于：通过重复制备过程获得多个电极锭，然后将电极锭焊接在一起。