[发明专利]一种钛合金的制备工艺

摘要

本发明公布了一种用于制备高品质钛合金Ti-Ni-Nb的节能高效短流程工艺。该新工艺流程主要由钛及钛合金的坩埚式真空感应熔炼技术（VIM）和钛及钛合金的冷床炉熔炼技术（CHM）构成。VIM用于制备钛及钛合金的一次铸锭，取代传统制备工艺中的真空自耗电极电弧熔炼（VAR）合金的电极制备和合金的一次熔炼，CHM用于一次钛及钛合金的铸锭二次精炼，制备出所需形状的钛及钛合金铸锭。这种节能高效的钛合金Ti-Ni-Nb制备工艺，可简化合金的制备流程，生产高品质的多种形状的合金铸锭。

主权项

一种钛合金的制备工艺，由坩埚式真空感应熔炼技术和钛及钛合金的冷床炉熔炼技术构成，其特征在于，具有以下的步骤:a) 按照Ti‑Ni‑Nb合金的成分准备原材料，并对原材料预处理；残钛料：包括残钛边角料和钛屑，需要牌号相同，加工成的粒度和海绵钛大小基本相同，经除油、除氧皮处理后备用；海绵钛和合金元素在真空烘干箱中干燥，除去表面吸附的水分，烘干条件：温度120~180℃；真空度5Pa；保温时间4~6小时；b) 将预处理后的原材料装入坩埚通过真空感应熔炼技术进行一次熔炼，具体步骤为：①抽真空，真空度达到0.01~3Pa；②加热，加热温度控制在比其熔点高5~150℃，即1320℃~1465℃保证原料完全融化；③保温，原料完全融化后保温10~30分钟，保证合金的成分均匀，减少偏析；④冷却，坩埚内的合金熔体直接在水冷铜模中浇注成锭；c) 一次铸锭用物理方法和化学方法表面清理后，通过冷床炉熔炼技术进行二次熔炼，具体步骤为：①真空度的控制，采用电子束冷床熔炼，真空度要求0.015~3Pa；采用等离子体冷床炉熔炼，需要抽真空后反冲30~100KPa的氦气；②加热融化，加热温度控制比一次铸锭熔点高5‑100℃，在1320℃~1415℃，保证一次铸锭完全融化；③精炼，经电子束或等离子体加热的一次铸锭熔化后，在冷床中形成熔池，控制熔池中溶液的保留时间30~60分钟，比重大的杂质沉底，而比重小的杂质浮在表面，低熔点的杂质挥发，氧化物溶解，然后将杂质分别清理掉；④冷却，经过精炼、搅拌后的溶液经槽口流入水冷铜坩埚中，通过坩埚上的等离子枪或电子束枪的再次加热搅拌后，凝固后形成二次铸锭；d) 二次铸锭质量检查后转入随后的热加工。