[发明专利]一种高纯净性Ti32Ta合金铸锭的制备方法

权利要求书

1.一种高纯净性Ti32Ta合金铸锭的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）选取符合要求的钛粉和钽粉，按照重量比Ta:Ti=8:2进行混合，随后进行等静压制、真空烧结、锻造获得指定尺寸的Ti80Ta棒材；

2）选取符合要求的Ti80Ta棒、钛棒A和钛棒B；所述Ti80Ta棒和钛棒A的规格为：直径Φ30mm～Φ110mm，长度1000mm～3000mm，所述钛棒B的规格为：直径为Φ100mm～Φ280mm、长度为100mm～300mm；所述Ti80Ta棒和钛棒A、钛棒B的成分均符合标准要求；

3）将长度相同的1根Ti80Ta棒和2n根钛棒A，按照Ti80Ta棒在内、钛棒A在外的方式组合并捆绑，再进行焊接获得Ti32Ta自耗电极；将1根钛棒B焊接至所述Ti32Ta自耗电极的一端形成自耗电极C；

4）将步骤3）中焊接有钛棒B的自耗电极C的一端向下，另一端向上吊装至真空自耗电弧炉内，在真空状态下与Ti32Ta同牌号辅助电极的下端对焊；且焊接前，在Ti80Ta棒和钛棒A中间的间隙放置“螺钉状”纯钛堵头，防止焊接时熔体流入中间缝隙形成焊瘤；

5）对步骤4）中的自耗电极C进行第一次熔炼得到一次锭；

6）将步骤5）中的n个一次锭在车床上做平头处理，且头部和尾部倒30°～60°角，倒角深度为5mm～30mm；选择其中1个一次锭锯切分割为2个一次锭，分别标识为1#-1和1#-2；

7）将n+1个一次锭在等离子焊箱内头尾相接水平放置在料架上，前后顶紧且上下夹紧，组合在真空等离子焊箱内焊接为自耗电极D；

8）对步骤7）中的自耗电极D进行第二次熔炼和第三次熔炼得到Ti32Ta合金铸锭；

其中，所述步骤3）和步骤6）中，n均为不小于2的整数。

2.根据权利要求1所述的高纯净性Ti32Ta合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中的钽粉和钛粉在三维混料器中进行混合，混合时间为5~10h；等静压压制强度为120~200MPa，保压时间1~10min；真空烧结温度1300~1800℃，保温时间3~15h。

3.根据权利要求1所述的高纯净性Ti32Ta合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤8）Ti32Ta合金铸锭中钽元素的重量百分比为25%～35%。

4.根据权利要求1所述的高纯净性Ti32Ta合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤5）中第一次熔炼的工艺参数为：结晶器规格Φ160～360mm，熔前真空度5.0Pa，熔炼电压30~40V，熔炼电流8~30KA，漏气率控制在1.2Pa/min以下，稳弧电流采用直流3～18A，熔炼后冷却时间不小于3h。

5.根据权利要求1所述的高纯净性Ti32Ta合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤6）中的锯切斜率小于3mm。

6.根据权利要求1所述的高纯净性Ti32Ta合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤7）中料架的夹紧梁共3个，每个间隔120°，在保证夹紧效果的同时需保证焊接完成后的环焊缝焊接面积大于总面积的85%。

7.根据权利要求1所述的高纯净性Ti32Ta合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤8）中第二次熔炼具体为：将所述自耗电极D掉头熔炼，使所有的一次锭尾部均置于自耗电极D的中部，以保证尾部钛元素含量高的区域和Ti32Ta合金充分均匀化。

8.根据权利要求1所述的高纯净性Ti32Ta合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤8）中第二次熔炼的工艺参数为：结晶器规格Φ220～440mm，熔前真空度2.0Pa，熔炼电压30~45V，熔炼电流10~30kA，漏气率控制在1.0Pa/min以下，稳弧电流采用交流5～20A，熔炼后冷却时间不小于4 h。

9.根据权利要求1所述的高纯净性Ti32Ta合金铸锭的制备方法，其特征在于，所述步骤8）的第三次熔炼是对第二次熔炼后并进行平头处理的二次锭掉头熔炼，且工艺参数为：结晶器规格Φ280～520mm，熔前真空度1.0Pa，熔炼电压32~45V，熔炼电流8~30kA；漏气率0.8Pa/min，稳弧电流采用交流8～25A，熔炼后冷却时间不小于5h。