[发明专利]一种钛合金返回料重熔方法

说明书

本发明公开了一种钛合金返回料重熔方法，将返回料制成自耗电极，并经过2次重熔得到原锭，并测量其化学成分；将原锭经二火次锻造、机加制得芯棒；根据芯棒尺寸制造出模具；以0级海绵钛、中间合金为新料，根据原锭化学成分、待制备新锭的成分配比，配置新料，将新料倒入装有模具的模具型腔内，并压制成电极块；将电极块与芯棒组焊成新自耗电极，并进行至少3次真空自耗重熔得到新锭；采用将钛返回料重熔的原锭作为芯棒，与新料配比再次熔炼成新锭的方法，可以有效地消除原锭中可能存在的冶金缺陷，提高化学成分的均匀性。新锭的品质可以达到军工、医疗等高端应用领域的要求。

【技术领域】

本发明属于钛合金返回料重熔技术领域，尤其涉及一种钛合金返回料重熔方法。

【背景技术】

钛材具有独特的高比强度、耐腐蚀等优异性能，在航空航天、化工、医疗、电子等领域都有广泛的应用，钛及钛合金已是关乎国防、民生的重要资源。另一个现实是，钛材因其工艺限制，金属收得率较低，一般只能达到50％左右。因此，对钛废料的回收循环利用具有非常重要的社会意义和经济效益。

在规模生产实践中，钛废料的回收常采用真空自耗重熔法。具体做法是：对外形尺寸比较规整，容易处理的返回料(即钛合金废料)，如冷热轧板边、长管材、长棒材、铸锭冒口等。将同一合金牌号的废料以一定比例捆扎成自耗电极，通过真空自耗熔炼多次重熔可以得到铸锭。这种方法的废料添加量可达100％，且操作简单，生产成本较低。

采用此方法得到的铸锭只能应用于要求不高的场合，因为其中可能存在一些缺陷：第一，虽然返回料为同一牌号，但可能属于不同厂家，不同炉次，不同时期。不加区别地简单熔合，铸锭的化学成分存在不均匀性。第二，杂质元素的含量不可控，尤其是Fe、C、O等元素，不能像熔炼新锭一样，可以合理配比。返回料重熔只能事后检测，有可能超标。第三，虽然返回料的尺寸比较整齐，但由于焊点较多，堆放捆扎的过程可能存在松散的地方，就会在熔炼中出现掉块的现象。掉块区域不能同周围物料充分化合，遗留下来，形成组织偏析。

因此，怎样合理利用好钛返回料，消除其中可能存在的缺陷，提高铸锭的品质，满足军工、医疗等相关标准的规定，仍是一个钛材应用领域的重要研究方向。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种钛合金返回料重熔方法，以解决存在的重熔均匀性差、杂质含量不可控、生产成本高的问题。

本发明采用以下技术方案，一种钛合金返回料重熔方法，包括以下步骤：

步骤1、将返回料制成自耗电极，并经过2次重熔得到原锭，并测量其化学成分；

步骤2、将原锭经二火次锻造、机加制得芯棒；

步骤3、根据芯棒尺寸制造出模具；

步骤4、以0级海绵钛、中间合金为新料，根据原锭化学成分、待制备新锭的成分配比，配置新料混合料，将新料混合料倒入装有模具的模具型腔内，并压制成电极块；

步骤5、将步骤4中得出的电极块与芯棒组焊成新自耗电极，并进行至少3次真空自耗重熔得到新锭。

进一步地，步骤1具体采用以下方法：

步骤1.1、将返回料切割成可焊接尺寸，经酸洗、清洗，将同一合金牌号的废料捆扎，制成自耗电极，自耗电极的直径为220mm；

步骤1.2、将步骤1.1中的自耗电极进行经过两次重熔得到原锭，并测量得出原锭的化学成分，原锭的参数为Φ380-600Kg。

进一步地，步骤2具体采用以下方法：

步骤2.1、将原锭经过二火次锻造，得出锻坯，具体参数为：

当一火次锻造时，加热温度1050-1150℃，保温3-3.5h，变形Φ380→□180，锻后六等分；