[发明专利]一种高品质铝钒系钛合金EB炉+VAR炉联合熔铸生产方法

说明书

本发明公开一种高品质铝钒系钛合金EB炉+VAR炉联合熔铸生产方法，按国标确定要生产铝钒系钛合金的牌号后，将国标规定成分范围内取平均值后作为基准值，然后将Al元素、V元素的基准值增加后作为混料的配比成分。混料，压块后用EB炉进行熔炼，熔炼完成后采用铣床进行铣面，分切成VAR炉所用的尺寸，并采用等离子焊箱焊接成VAR炉所用电极，然后采用VAR炉进行熔炼，熔炼完成后即可得到高品质铝钒系钛合金圆锭。采用该方法不但可去除铝钒系钛合金中的高密度夹杂和低密度夹杂，而且可克服成分分布不均的不足，还可细化晶粒。通过该种方法生产出来的铸锭，可广泛应用于精密制造行业，使得终成品的成材率大为提高。

技术领域

本发明涉及了一种高品质铝钒系钛合金EB炉+VAR炉联合熔铸生产方法，属于工程技术领域。

背景技术

我国钛工业经过十多年的高速发展，产能严重过剩，钛材的低端产品市场供大于求，高端产品产能不足的行业特征，特别是航空、航天、海洋、医疗等高端应用领域所需高品质铝钒系钛合金仍然主要依赖进口。针对这一现状及面对激烈的竞争市场，中国钛产业必须寻找新的发展方向，着力发展高端产品，形成自己的核心竞争力。

传统的真空自耗电弧炉（以下简称VAR炉）生产铝钒系钛合金，工艺简单，但需要多次熔铸，成材率低、生产成本高，且存在高密度夹杂（HDI）和低密度夹杂（LDI）难以去除的工艺难题，给后续材料的使用留下严重安全隐患。电子束冷床熔炼炉（EBCHM，以下简称EB炉），具有精炼提纯的功能，可有效去除钛合金中含有的HDI和LDI，获得更洁净的产品，但工艺复杂，稳定控制成分的技术难度大。通过对现有技术文献的检索，关于EB炉+VAR炉联合熔铸生产工艺，尚未发现相关报导。

发明内容

针对国内生产出的铝钒系钛合金容易存在HDI、LDI和产品成分性能不稳定的不足，本发明提供一种高品质铝钒系钛合金EB炉+VAR炉联合熔铸生产方法，采用该工艺生产铝钒系钛合金的成分偏析得以有效控制，HDI和LDI得以很好的消除。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高品质铝钒系钛合金EB炉+VAR炉联合熔铸生产方法，经过下列各步骤：

（1）根据市场的需求牌号信息，并依据铝钒系钛合金的国标确定牌号成分的范围取平均值；

（2）将步骤（1）所取平均值作为基准值，并在Al元素的基准值上加2.5~3%，V元素在基准值上加0.1~0.2%；

（3）按添加好的元素含量作为混料的配比成分，并选用合适的粒度的原料进行混料；

（4）混料完成后，将物料送至压块机进行压块，压块完成后对物料进行烘干；

（5）烘干后，将物料装进EB炉中进行熔炼，熔炼完成铸锭毛坯，后待毛坯自然冷却后，将毛坯进行铣面，铣面的深度为8~10mm，铣面完成后并将浇铸侧与浇铸相对侧进行标记；

（6）铣面完成后，用锯床对经铣面的坯子进行切割，切割的宽高比≦2；

（7）用等离子焊箱对切割完成后小坯子，进行对焊成VAR炉用的电极；

（8）用VAR炉采用长弧慢熔炼工艺进行熔炼，即可获得高品质铝钒系钛合金锭。

所述步骤（3）中原料粒度选择规则为Ti:(Al-V合金):Al=(8~12):(6~10):(16~20)混料使用立式双梭形混料机，混料时间为3~5min，旋转速度为60~80r/min；

所述步骤（4）中压块采用25~30MPa的压力，压块的规格为Φ(80~100)×（40~60）mm；