[发明专利]一种采用电磁冷坩埚连续熔铸钛合金近单晶锭的方法

摘要

一种采用电磁冷坩埚连续熔铸钛合金近单晶锭的方法，它属于钛合金近单晶锭的制备方法。它解决了现有定向凝固方法在制备单晶时容器材料易对合金造成污染，影响单晶合金的物理和力学性能的问题。本发明的步骤为：1.炉体(4)内抽真空，后返冲氩气；2.水冷铜坩埚(2)的外部设有感应线圈(3)，感应线圈(3)分布在水冷铜坩埚2的外表面上；3.料棒(1)进入感应线圈(3)，钛合金底料进入水冷铜坩埚(2)腔体内，底料上部分直径小；4.加热后，进行抽拉，送料速度严格与抽拉匹配，棒进入结晶器(9)内，料棒抽拉后形成近单晶，将外层加工后即得单晶锭。本发明实现了对钛合金材料的优质、高效、安全、特殊和低成本单晶的制备。

主权项

1.一种采用电磁冷坩埚连续熔铸钛合金近单晶锭的方法，其特征在于该方法的步骤如下：步骤一、在冷坩埚电磁约束成形与定向凝固装置的炉体内抽真空，真空度为0.05～1Pa，后返冲氩气到300～400Pa；步骤二、定向凝固装置内的水冷铜坩埚(2)的腔体内部设有钛铝合金料棒(1)，水冷铜坩埚(2)的外部设有感应线圈(3)，感应线圈(3)的匝数为(4)匝，线径为8mm，分布在水冷铜坩埚(2)的外表面上；步骤三、钛铝合金料棒(1)在定向凝固装置的控制下进入感应线圈(3)的2～5mm处，抽拉棒(37)伸入水冷铜坩埚(2)腔体内48～49mm处，抽拉棒上端设有钛合金底料(35)，感应线圈(3)通入单相交流电，电源功率为50～56KW，通电时间20～30分钟；步骤四、进行抽拉，在定向凝固装置的控制下抽拉棒(37)以2～8μm/s、上料棒36以2.2～10μm/s的速度都向下运动，钛合金料棒(1)的直径为23～28mm，送料速度＝抽拉速度×新形成料棒半径的平方÷送料棒半径的平方，当结晶体抽拉棒全部进入结晶器(9)内，结晶器(9)内装有低熔点合金冷却液(10)，冷却液(10)为三元合金液，新制备料棒抽拉20mm后，开始形成单晶，直到钛合金送料棒全部用完，新制备的为钛合金近单晶锭，近单晶锭组织为外层有1～2mm的多晶区，内部为一个晶粒，将外层加工后即得单晶锭。