[发明专利]一种工业常用规格钛合金铸锭熔炼补缩方法

说明书

一种工业常用规格钛合金铸锭熔炼补缩方法，将海绵钛与中间合金按照GB/T3620.1混合均匀后进行电极块压制，再将压制电极组焊成电极；将电极作为自耗电极在真空自耗电弧炉中进行熔炼获得一次锭；将一次锭作为自耗电极在真空自耗电弧炉中进行二次熔炼获得二次锭；将二次锭作为自耗电极在真空自耗电弧炉中进行三次熔炼，并在熔炼后期进行补缩即可。本发明工艺简单，可操作性强，采取本发明的方法可减小工业常用规格铸锭的冒口切除量，提高铸锭成品率及铸锭头部成分均匀性，冒口切除量控制在40～70mm。补缩时采用采用不同速率逐级降级电流方式使得熔池深度不断减小，缩孔位置上移减小冒口切除量。

技术领域

本发明属于钛合金制备技术领域，具体涉及一种工业常用规格(φ450～φ720mm)钛合金铸锭熔炼补缩方法。

背景技术

钛合金因其比强度高、耐蚀性、良好高低温性能、形状记忆性、生物相容性等优良性能，率先在我国航空航天、舰船等高技术领域得到广泛应用，并逐渐推广至石油、化工、医疗等领域。随着这些领域的广泛应用，对于钛合金材料的性能、成本等方面均提出了较高要求，一方面要求材料均匀性好，另一方面又要求降成本。但是，对于工业常用规格铸锭来说，铸锭尺寸规格增大后其成分均匀性及成品率均会有所下降。一般通过优选中间合金、提高熔炼电流、加大稳弧电流等措施以保证成成份均匀性，但是往往忽略熔炼末期的补缩，从而导致铸锭成品率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业常用规格(φ450～φ720mm)钛合金铸锭熔炼补缩方法，解决铸锭冒口切除量大、头部均匀性差以及成品率低的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种工业常用规格钛合金铸锭熔炼补缩方法，包括以下步骤：

1)电极制备

将海绵钛与中间合金按照GB/T3620.1中各牌号钛合金对应的元素的质量百分比，混合均匀后进行电极块压制，再将压制电极组焊成电极；

2)一次熔炼

将步骤1)制得的电极作为自耗电极在真空自耗电弧炉中进行熔炼获得一次锭；

3)二次熔炼

将步骤2)制得的一次锭作为自耗电极在真空自耗电弧炉中进行二次熔炼获得二次锭；

4)三次熔炼

将步骤3)制得的二次锭作为自耗电极在真空自耗电弧炉中进行三次熔炼，并在熔炼后期采用逐级降电流方式进行补缩，获得钛合金成品铸锭。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，所述中间合金包括：铝钒中间合金、铝豆、二氧化钛、铝钼中间合金、海绵锆与钛硅合金中的一种或几种。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，熔炼电流为8.0～22.0KA，熔炼电压为25.0～35.0V，稳弧电流为DC 8.0～15.0A。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，装炉时将自耗电极倒置。

本发明进一步的改进在于，步骤3)中，熔炼电流为10.0～25.0KA，熔炼电压为27.0～38.0V，稳弧电流为AC 10.0～20.0A，搅拌周期为15～60S。

本发明进一步的改进在于，步骤4)中，熔炼电流为12.0～28.0KA，熔炼电压为28.0～40.0V，稳弧电流为AC10.0～25.0A，搅拌周期为15～60S，自耗电极熔炼余100～400kg时开始进行补缩。

本发明进一步的改进在于，熔炼电流随时间变化斜率为1.2～1.5、0.5、0.3、0.2、0.05与0.03，电流降低同时熔炼电压降至正常熔炼阶段的80～90％，熔炼电流斜率为0.05时，稳弧电流降至正常熔炼阶段的50～60％。