[发明专利]TC25钛合金铸锭制备的方法及其铸锭

说明书

本发明的TC25钛合金铸锭制备的方法，属于合金复合材料的技术领域，克服现有技术中的方法在制备TC25钛合金铸锭时易出现的W、Mo元素分布均匀性差，致使成品率较低等技术问题。该方法包括:S1:制作电极块，所述电极块根据钛合金铸锭的原料采用电极压制的方式制成；S2:多个所述电极块组拼后，经真空等离子焊接形成自耗电极；S3:多次熔炼所述自耗电极制备钛合金铸锭；S4:加工处理所述钛合金铸锭形成TC25钛合金铸锭的成品及其产品。本发明用以完善铝TC25钛合金铸锭的工艺流程，满足人们对TC25钛合金铸锭各个元素分布均匀的要求。

技术领域

本发明属于有色金属加工的技术领域，尤其涉及一种TC25钛合金铸锭制备的方法及其铸锭。

背景技术

TC25钛合金由俄罗斯的BT25钛合金演变而成，名义成分为 Ti-6.5Al-2Zr-2Sn-2Mo-1W-0.2Si。因合金中添加高熔点的W元素及高熔点Mo元素，使得TC25的热强性和耐热性得到极大提高，适合在500℃～550℃下长期服役。由于其室温性能、高温强度、断裂韧性、疲劳性能等匹配良好，综合性能优异，已作为航空发动机的首选的材料之一，国内主要用于涡扇13发动机高压压气机盘和机匣。为满足航空发动机的使用需求，需要对TC25钛合金的生产过程进行严格控制，其中熔炼过程尤为重要。由于TC25钛合金中W元素的含量达 1％，Mo元素含量为2％，如果熔炼工艺不合理，极易导致出现高熔点W夹杂或 Mo元素偏析导致的铸锭报废或铸锭化学元素偏析等情况，难以满足实际应用要求。如何通过选择合理的原材料类型及制定合理的熔炼工艺参数，实现大锭型 TC25铸锭无HDI缺陷、元素分布均匀，一致性良好，成品率高，是该合金熔炼控制的一大难点。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TC25钛合金铸锭的制备方法，克服现有技术中的方法在制备TC25钛合金铸锭时易出现的W、Mo元素分布均匀性差，致使成品率较低等技术问题。本发明创造有诸多有益效果，详见下文叙述。

为实现上述目的，一方面本发明提供了如下技术方案：一种TC25钛合金铸锭制备的方法，所述方法包括以下步骤：

S1:制作电极块，所述电极块根据钛合金铸锭的原料采用电极压制的方式制成；

S2:多个所述电极块组拼后，经真空等离子焊接形成自耗电极；

S3:多次熔炼所述自耗电极制备钛合金铸锭；

S4:加工处理所述钛合金铸锭形成TC25钛合金铸锭的成品；

在一个优选或可选的实施方式中，S4中所述成品的直径为Φ500mm～Φ920mm。

在一个优选或可选的实施方式中，S1中所述原料包括：HTi、AlMoWTi 合金、AlMo65合金、HZr、TiSn80、TiSi50、Al豆和TiO₂，其中AlMoWTi合金中W的含量为7％～16％，Mo的含量为20％～40％；AlMo65合金中Mo的含量为60％～70％。

在一个优选或可选的实施方式中，S1中所述原料混合均匀后，经油压机压制成所述电极块，所述油压机的压制压强为26～38Mpa；多个所述电极块组拼后经真空等离子焊接，制备所述自耗电极。

在一个优选或可选的实施方式中，S3中多次熔炼所述自耗电极制备钛合金铸锭的方法包括：末次熔炼的所述自耗电极进入补缩阶段及补缩小电流保温阶段均留有预留量，在所述预留量进入补缩阶段且熔速为0kg/min时或接近 0kg/min时，保持2kA～4kA的电流30min～60min后跳闸，停止所述自耗电极的熔炼。

在一个优选或可选的实施方式中，所述自耗电极进入补缩阶段的起始预留重量为所述自耗电极总重量的3％-10％，补缩低电流保温阶段的自耗电极预留量为0.3％-0.9％。