[发明专利]一种钛及钛合金扁锭电子束表面熔整装置及工艺

说明书

本发明涉及一种钛及钛合金扁锭电子束表面熔整装置及工艺，属于铸锭生产技术领域。该装置包括括炉体、抽真空系统、铸锭传送系统和电子枪系统等结构。本发明采用高能电子束扫描钛或者钛合金扁锭表面，使其快速熔化形成熔池，在重力的作用下自行形成水平面后凝固，达到消除铸锭表面缺陷并实现平整的目的，提高了钛及钛合金扁锭的成材率。本发明对具有缩颈、裂纹、裂口、豁口等缺陷程度较大的铸锭，通过高能电子束将补充的物料与铸锭熔化为一体，避免了现有技术中对整块铸锭进行锯切分割和深度修磨，保证了铸锭的整体性。

技术领域

本发明属于铸锭生产技术领域，具体涉及一种钛及钛合金扁锭电子束表面熔整装置及工艺。

背景技术

目前，主要采用真空自耗电弧熔炼炉和大型电子束冷床熔炼炉来生产钛及钛合金铸锭，真空自耗电弧熔炼炉只能生产圆锭，大型电子束冷床熔炼炉可用来生产钛及钛合金的圆锭和扁锭。大型电子束冷床炉生产铸锭的过程中，由于受熔铸工艺或者结晶器内表面粗糙度的影响，通常铸锭表面凹凸不平，具有折层、冷隔、溢流片、孔洞、缩颈、裂纹、裂口、豁口等缺陷。当缺陷程度较小时，需要采用机加工设备进行铣削处理，获得较平整的表面以便后续锻造、轧制等延伸加工；当缺陷程度严重时，需要将整个铸锭进行分割处理，将缺陷严重的部位锯切掉，这样一来铸锭长度减短，有可能不够轧制板卷，只能将用途进行改变。铣削加工会导致钛及钛合金铸锭的成材率降低5%～10%，分割处理不仅造成铸锭成材率降低，而且导致铸锭的用途改变，从而导致资源的浪费以及铸锭成本升高。因此如何克服现有技术的不足是目前铸锭生产技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种钛及钛合金扁锭电子束表面熔整装置及工艺，该工艺通过对钛及钛合金扁锭表面进行处理，提高了钛及钛合金铸锭的成材率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种钛及钛合金扁锭电子束表面熔整装置，包括炉体、抽真空系统、铸锭传送系统和电子枪系统；

所述的炉体通过管路直接与抽真空系统连接；电子枪系统安装在炉体的上方；

所述铸锭传送系统由相连的炉体外轨道和炉体内传送系统构成，所述炉体内传送系统包括伺服电机驱动的丝杆和传送小车，所述传送小车通过丝杆和炉体外轨道行驶；丝杆固定在炉体内中。

进一步，优选的是，所述的炉体安装有前门和后门，且炉体上方安装有观察窗。

进一步，优选的是，传送小车上有铸锭夹持机构。

进一步，优选的是，所述铸锭夹持机构能够固定1个平放的扁锭或者2个侧立的扁锭；传送小车在炉内的运行速度在0mm/min至300mm/min之间连续可调。

进一步，优选的是，所述电子枪系统包括左电子枪和右电子枪，并且并排排列。

进一步，优选的是，所述左电子枪和右电子枪为热阴极电子枪或者冷阴极电子枪，额定功率为80kW至350kW。

本发明同时提供一种钛及钛合金扁锭电子束表面熔整工艺，采用上述钛及钛合金扁锭电子束表面熔整装置，包括以下步骤：

S1、准备钛或者钛合金扁锭；

S2、将扁锭装载在传送小车上并送入炉体；

S3、启动抽真空系统，将炉内抽成预设的真空环境；

S4、启动电子枪系统，以预设的电子束扫描图形对扁锭表面进行扫描，使扫描区域的表面熔化形成熔池，在重力的作用下自行形成水平面；

S5、传送小车按预设速度移动，实现整个扁锭表面的顺序扫描熔化和凝固，达到扁锭表面熔整的目的；

S6、单面熔整完将扁锭送出炉体；