[发明专利]一种航空液压管用高均匀TA18钛合金铸锭的制备方法

说明书

本发明属于有色金属加工领域，涉及一种航空液压管用高均匀TA18钛合金铸锭的制备方法，该方法为：精选海绵钛、铝钒中间合金、铝豆，按照GB/T 3620.1要求的配比进行配料、混料；随后进行电极块压制，并将压好的电极块组拼后进行真空等离子焊接；最后进行三次真空电弧熔炼得到TA18钛合金铸锭，配料过程中要严格控制原材料中主元素和杂质元素Fe、O、C的出入厂检测偏差和含量。采用该方法制得的铸锭，Al、V元素偏差小于0.1wt％，杂质元素Fe、O、C含量偏差小于100ppm，有效解决了Al、V元素成分均匀控制，Fe、O、C元素精确控制等问题，满足航空液压用TA18管材对力学性能稳定性的更高需求。

技术领域

本发明属于有色金属加工领域，涉及TA18钛合金铸锭的制备，尤其是一种航空液压管用高均匀TA18钛合金铸锭的制备方法。

背景技术

TA18钛合金名义成分为：Ti-3.0Al-2.5V，因其具有优异的冷热加工性能和焊接性能，是制造航空用管材的一种理想材料。

航空液压TA18管材须具有较高的强度，从而有利于提高管材的抗拉伸、扭转的能力，但强度过高又会降低塑性、增加裂纹敏感性，并增加后续弯曲和扩口连接的难度。因此，要提高航空液压用管材的使用可靠性，对TA18管材的成分波动和力学性能稳定性也提出了更高的要求。航空液压用TA18管材应用的需求对制管用铸锭的成分均匀性和批次稳定性提出了更严格的要求，其中主元素Al、V的含量偏差要求控制在0.4wt％范围以内。同时，由于杂质元素Fe、O、C含量对管材的力学性能稳定性影响较大，因此精确控制Fe、O、C元素的含量也成为了熔炼工作中的技术难点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种航空液压管用高均匀TA18钛合金铸锭的制备方法，适用于制备Φ(640～720)mm规格、成分均匀性良好的TA18钛合金铸锭。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种航空液压管用高均匀TA18钛合金铸锭的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤1：精选海绵钛、铝钒中间合金和铝豆，按照GB/T 3620.1要求的配比进行配料；

步骤2：计算步骤1中海绵钛、铝钒中间合金和铝豆按照GB/T 3620.1要求的配比进行配入时带入铸锭中的Fe、O元素含量，选取Fe元素出入厂检测偏差小于800ppm的铝铁合金和二氧化钛进行Fe、O元素的再次配入，将海绵钛、铝钒中间合金和铝豆带入铸锭中的Fe、O、C元素含量分别控制在(0.14～0.17)wt％、(0.09～0.12)wt％和(0.010～0.020)wt％范围以内；

步骤3：将步骤1中选取的海绵钛、铝钒中间合金、铝豆按照GB/T 3620.1要求的配比进行配入，并按照步骤2中要求的Fe、O元素含量范围配入铝铁合金和二氧化钛，采用单块混料方法进行混料，制成单块电极块；

步骤4：采用大型油压机对步骤3中混好的物料进行电极块压制，采用非钨极氩气保护等离子焊箱将电极块焊接为自耗电极；

步骤5：采用真空自耗电弧炉对步骤4中的自耗电极进行三次熔炼，具体为，

第一次熔炼，结晶器规格为Φ(440～560)mm，熔前真空≤1.0Pa，熔炼电压(30～37)V，熔炼电流(10～17)kA，漏气率控制在0.8Pa/min以下，稳弧电流采用直流(5～20)A，熔炼后冷却时间≥4小时；

第二次熔炼，将平头处理的一次铸锭掉头熔炼，结晶器规格为Φ(560～640)mm，熔前真空≤0.8Pa，熔炼电压(30～38)V，熔炼电流(15～28)kA，漏气率控制在0.8Pa/min以下，稳弧电流采用交流(8～20)A之间，熔炼后冷却时间≥6小时；