[发明专利]一种Ti153大尺寸合金铸锭真空自耗电弧炉熔炼工艺

说明书

本发明是一种Ti153大尺寸合金铸锭真空自耗电弧炉熔炼工艺，该工艺方法包括对Ti153合金进行三次真空自耗电弧炉熔炼，得到成品铸锭；在第三次真空自耗电弧炉熔炼时，成品铸锭熔炼速度为3～5Kg/min，在熔炼过程中充入氦气加强冷却，氦气流量为450～550mL/min。本发明通过三次熔炼得到直径Φ540‑650mm的成品铸锭。本发明中成品铸锭熔炼工艺的特点在于电极熔炼速度小，且熔炼过程中在水冷铜坩埚底部充入氦气加强冷却，最终可熔炼得到铸锭组织及成分均匀、合金元素偏析小的Ti153大尺寸钛合金铸锭。

技术领域

本发明是一种Ti153大尺寸合金铸锭真空自耗电弧炉熔炼工艺，属于大尺寸钛合金铸锭熔炼技术领域。

背景技术

Ti153钛合金是一种Ti-V-Cr-Sn-Al系亚稳态β型钛合金。Ti153钛合金的主要特点是比强度高、断裂韧性好、锻造温度低和抗应力腐蚀能力强，适合于制造高强度的钛合金锻件。Ti153钛合金综合力学性能优异，可以通过热处理在广阔范围内进行调整，实现不同强度、塑性和韧性水平的匹配。满足探伤容限设计的需要和高结构效益、高可靠性及低制造成本的要求。随着航空工业的发展，Ti153钛合金已经广泛的应用于飞机的冷镦铆钉和螺栓；同时，在民用中主要用于要求较高强度的各种接头和传动装置。但Ti153钛合金合金成分复杂，Ti153钛合金的名义成分为Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al。在铸锭的熔炼过程中，由于复杂的化学成分和各化学元素本身的性质极易导致元素偏析，化学成分不合格导致铸锭合格率低，因此对Ti153钛合金大规格铸锭熔炼工艺提出了更高的要求。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种Ti153大尺寸合金铸锭真空自耗电弧炉熔炼工艺，其目的是针对Ti153钛合金锻件要求，实现工业化大规模生产Ti153钛合金铸锭，达到铸锭产品质量稳定、铸锭组织及成分均匀、元素偏析小的要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种Ti153大尺寸合金铸锭真空自耗电弧炉熔炼工艺，其特征在于：该工艺方法包括对Ti153合金进行三次真空自耗电弧炉熔炼，得到成品铸锭；在第三次真空自耗电弧炉熔炼时，成品铸锭熔炼速度为3～5Kg/min，在熔炼过程中充入氦气加强冷却，氦气流量为450～550mL/min。

进一步，成品铸锭的直径为Φ540～650mm。

在一种实施中，第一次真空自耗电弧炉熔炼的熔炼速度保持为6～10Kg/min。

在一种实施中，第一次真空自耗电弧炉熔炼得到的铸锭直径为Φ460mm。

在一种实施中，第二次真空自耗电弧炉熔炼的熔炼速度保持为9～13Kg/min。

在一种实施中，第二次真空自耗电弧炉熔炼得到的铸锭直径为Φ540mm。

在一种实施中，在第三次真空自耗电弧炉熔炼时，成品铸锭熔炼速度为4.6～5Kg/min，在熔炼过程中充入氦气加强冷却，氦气流量为450～480mL/min。

在一种实施中，在第三次真空自耗电弧炉熔炼时，成品铸锭熔炼速度为4.5～5Kg/min，在熔炼过程中充入氦气加强冷却，氦气流量为500～520mL/min。

本发明技术方案与现有技术相比具有的特点及优点如下：