[发明专利]一种TC4钛合金大规格板坯及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种TC4钛合金大规格板坯的制备方法，其特征在于包含如下步骤：

(1)压制电极：将海绵钛、铝钒中间合金、铝豆、铁粉与二氧化钛均匀混合，压制，得到电极压块；

(2)电极焊接：将步骤(1)制得的电极压块组合拼接，真空焊接，得到圆柱形、长度为1350～1450mm的大电极；

(3)将步骤(2)焊接好的大电极装入电子束冷床熔炼炉加料室中，然后对电子束冷床熔炼炉的熔炼室、加料室和拉锭室抽真空至(1～8)×10^-2Pa，然后打开拉锭室板阀，将拉锭底垫升入坩埚中；

(4)预热：启动电子束冷床熔炼炉电子枪对熔化冷床、精炼冷床和分流冷床中的钛凝壳进行预热，使钛凝壳上形成熔池通道，其中，1#、2#电子枪工作区域为熔化冷床，3#、4#电子枪工作区域为精炼冷床和分流冷床，剩余电子枪工作区域为坩埚；

(5)填充坩埚：预热后，调整1#、2#、3#电子枪电流，先行进入持续熔炼阶段，利用大电流将原料熔化为钛液，待钛液流至坩埚处，调整4#和剩余电子枪电流，进入填充坩埚阶段，将坩埚底部填充满；

(6)持续熔炼：调整4#和剩余电子枪电流，进入持续熔炼阶段；在设定的电子枪电流下，开始自动拉锭；同时，通过连续加料室将电极压块推入加料室，进行原料补充；

(7)热封顶和冷却出炉：待自动拉锭完成后关闭1#、2#、3#、4#电子枪，留剩余电子枪进行热封顶，对扁锭顶部进行给热补缩，冷却出炉，得到TC4钛合金大规格板坯；

步骤(1)中所述的压制电极的元素范围为：Al＝7.0～8.5％；

步骤(5)中所述的持续熔炼阶段的条件为：1#、2#、3#电子枪电流分别为8～9.5A、8～9.5A、6～7.5A；

步骤(5)中所述的填充坩埚阶段的条件为：4#电子枪电流为6～7A，剩余电子枪电流为4～5A；

步骤(6)中所述的持续熔炼阶段的条件为：4#电子枪电流为5～6A，剩余电子枪电流为7～8.2A。

2.根据权利要求1所述的TC4钛合金大规格板坯的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的混合在全自动混布料系统中进行，混合的时间为50～80s。

3.根据权利要求1所述的TC4钛合金大规格板坯的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的压制的条件为压机规格＞5000T，模具规格200～800mm，压制压力＞20000KN。

4.根据权利要求1所述的TC4钛合金大规格板坯的制备方法，其特征在于：

步骤(4)中所述的预热的条件为：预热时间为15min，在15min内1#至4#电子枪的电流分别从0逐渐升至5～6A、5～6A、6～7A、6～7A，剩余电子枪的电流从0逐渐升至2～3A。

5.根据权利要求1所述的TC4钛合金大规格板坯的制备方法，其特征在于：

步骤(6)中所述的自动拉锭的条件为：推料速度25～50mm/min、拉锭速度8～15mm/min，熔炼速度500～800Kg/h。

6.根据权利要求1所述的TC4钛合金大规格板坯的制备方法，其特征在于：

步骤(7)中所述的热封顶的具体操作为：热封顶持续时间30min，在该时间段内剩余电子枪的电流从持续熔炼过程的电流值逐渐降低为0。

7.一种TC4钛合金大规格板坯，其特征在于通过权利要求1～6任一项所述的制备方法制备得到。

8.权利要求7所述的TC4钛合金大规格板坯在航空航天、舰船、武器装备和化工领域中的应用。