[发明专利]一种降低高铁成分钛合金铸锭偏析的方法

权利要求书

1.一种降低高铁成分钛合金铸锭偏析的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，准备原料

以0级海绵钛、Al-V-Fe、Ti-Fe、铝豆、TiO₂为原料，按照钛合金的组份比例，称取所需原料重量；

步骤2，布料

将步骤1中称取的0级海绵钛、Al-V-Fe、铝豆和TiO₂置于自动混料机中并混合均匀，得到初步混合物，将步骤1中的Ti-Fe组分使用铝箔包裹成合金包条；

随后采用边缘反偏析布料法进行布料：

将所述初步混合物按照重量均分为四等份，将四等份的初步混合物依次铺设在步骤3的模具中，从模具底部到顶部依次形成第一、二、三、四层铺设物；

其中，第一层铺设物与第二层铺设物之间放置有一个Ti-Fe合金包条，此Ti-Fe合金包条置于第一层铺设物的中间位置；

第二层铺设物与第三层铺设物之间放置有两个Ti-Fe合金包条，上述两个Ti-Fe合金包条对称放置于第二层铺设物两侧，且任意一个Ti-Fe合金包条距模具均为10-20mm；

第三层铺设物与第四层铺设物之间放置有一个Ti-Fe合金包条，此Ti-Fe合金包条置于第三层铺设物的中间位置；

步骤3，压制单个电极块

将步骤2布料后的原料置于油压机模具中压制，得到单个电极块；

步骤4，重复步骤3的操作，得到若干个电极块，根据需求，将单个电极块焊接，得到整体自耗电极；

步骤5，将步骤4得到的整体自耗电极烘干后，采用真空自耗电弧熔炼炉熔化铸锭，完成操作；

步骤5.1，将步骤4得到的整体自耗电极，在空气氛围中，于温度90-100℃下烘干，备用；

步骤5.2，将烘干的整体自耗电极置于一次锭坩埚中，起弧，并加以直流搅拌电流，熔炼不少于150min后水冷，出炉后得到一次铸锭；

步骤5.3，将一次铸锭置于二次锭坩埚中，起弧，并加以直流搅拌电流，熔炼不少于150min后水冷，出炉后得到二次铸锭；

步骤5.4，将二次铸锭置于三次锭坩埚中，起弧，并加以直流搅拌电流，熔炼不少于150min后水冷，出炉后得到三次铸锭。

2.根据权利要求1所述的一种降低高铁成分钛合金铸锭偏析的方法，其特征在于，所述步骤1中钛合金具体为铁元素含量为1.8-3.0％的高铁成分钛合金。

3.根据权利要求1所述的一种降低高铁成分钛合金铸锭偏析的方法，其特征在于，所述步骤2中合金包条的包裹操作为：

将步骤1中的Ti-Fe组分按照重量均分成四份，每份使用铝箔包裹成圆柱状合金包条，所述合金包条的长度小于步骤3模具长度的20-30mm。

4.根据权利要求1所述的一种降低高铁成分钛合金铸锭偏析的方法，其特征在于，所述一次铸锭为Φ320，二次铸锭为Φ380，三次铸锭为Φ460。

5.根据权利要求1所述的一种降低高铁成分钛合金铸锭偏析的方法，其特征在于，所述步骤5.2-5.4中起弧电流均为3kA；

所述步骤5.2-5.3中熔炼电流均为6A、步骤5.4中熔炼电流为12A；

所述步骤5.2-5.4中直流搅拌电流均为7A。

6.根据权利要求1所述的一种降低高铁成分钛合金铸锭偏析的方法，其特征在于，所述步骤5.1中水冷时间不大于1h，步骤5.2中水冷时间不大于2h，步骤5.3中水冷时间不大于3h。

7.根据权利要求1所述的一种降低高铁成分钛合金铸锭偏析的方法，其特征在于，所述步骤5.2-5.4中水冷温度24-28℃。

8.根据权利要求1所述的一种降低高铁成分钛合金铸锭偏析的方法，其特征在于，所述步骤5.2-5.4中出炉时铸锭温度均不大于400℃。