一种防止高铝钛合金一次熔炼掉渣的挤压熔炼方法技术

一种防止高铝钛合金一次熔炼掉渣的挤压熔炼方法，本发明专利技术将配制好的合金混合均匀，并均匀的平分成4—5份，采用0.1—0.3mm厚的铝箔包裹成合金包，合金包尺寸略小于挤压腔体尺寸，方便后续挤压电极，海绵钛包裹合金包。挤压前，先将配料所需海绵钛均分为3份，其中1份海绵钛进行挤压打底，将另2份海绵钛其中的1份，再均分4—5份，挤压机腔体中每放入一个合金包，加入1/12或1/15的海绵钛用于固定合金包，以确保挤压完成，所有合金包包裹在海绵钛内。最后将剩余1/3海绵钛全部加入，进行挤压，制备熔炼电极。

A kind of high aluminum and titanium alloy to prevent a melting dregs of the melt extrusion method

A kind of high aluminum and titanium alloy to prevent a melting dregs of the melt extrusion method of the invention, the prepared alloy mixed evenly, and evenly divided into 4 to 5, with 0.1 0.3mm thick aluminum alloy alloy wrapped package, package size is slightly smaller than the extrusion cavity size, convenient extruded electrode, titanium sponge the package bag alloy. Before the first extrusion, the ingredients required for titanium sponge is divided into 3 parts, including 1 sponge titanium extrusion base, another 2 titanium sponge which divided 4 to 1 copies, 5 copies, each in the extruder cavity into an alloy package, titanium sponge joined 1/12 or 1/15 alloy for fixing package complete, to ensure the extrusion, all wrapped in a bag inside the sponge titanium alloy. Finally, the remaining 1/3 sponge titanium is added to the extrusion electrode to prepare the smelting electrode.

【技术实现步骤摘要】
一种防止高铝钛合金一次熔炼掉渣的挤压熔炼方法
本专利技术涉及一种熔炼方法，尤其是涉及一种防止高铝钛合金一次熔炼掉渣的挤压熔炼方法。
技术介绍
钛合金由于具有各种优良的性能（密度小、比强度高、耐腐蚀、耐高低温性能好、无磁、无毒，等），被广泛应用于航空航天、医疗、化工、舰船等领域。随着应用领域的不断增多，市场对钛合金的性能也提出了更高的要求。为了满足航空航天结构件对高温钛合金的需求，国内外研究者开发了钛铝合金，Al含量在42%—48%内变化。国内高铝钛合金的研究还处于起步阶段，挤压熔炼工艺还在不断的探索当中。现有常规钛合金的挤压熔炼，合金元素较少，合金原料大部分为海绵钛，挤压电极过程中，只需采用少量海绵钛打底，将配料合金混合均匀，铺于海绵钛之上，采用挤压机进行挤压，制备熔炼电极，即可满足钛合金的熔炼生产。但高合金量的钛合金，因合金元素太多，采用常规钛合金挤压熔炼方法，熔炼过程中会存在熔炼一次锭，掉渣的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有技术中因为合金元素太多，采用常规钛合金挤压熔炼方法，熔炼过程中会存在熔炼一次锭掉渣的问题，提供一种防止高铝钛合金一次熔炼掉渣的挤压熔炼方法，本专利技术将配制好的合金混合均匀，并均匀的平分成4—5份，采用0.1—0.3mm厚的铝箔包裹成合金包，合金包尺寸略小于挤压腔体尺寸，方便后续挤压电极，海绵钛包裹合金包。挤压前，先将配料所需海绵钛均分为3份，其中1份海绵钛进行挤压打底，将另2份海绵钛其中的1份，再均分4—5份，挤压机腔体中每放入一个合金包，加入1/12或1/15的海绵钛用于固定合金包，以确保挤压完成，所有合金包包裹在海绵钛内。最后将剩余1/3海绵钛全部加入，进行挤压，制备熔炼电极。本专利技术为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种防止高铝钛合金一次熔炼掉渣的挤压熔炼方法，包括如下步骤：步骤一、合金配料，根据待挤压熔炼高铝钛合金中各个成份的含量，选取配料合金使除去铝和钛外其他成分的含量符合其在待挤压熔炼高铝钛合金中所占比例，根据各组分所占含量比确定所需配料合金的重量，根据钛在待挤压熔炼高铝钛合金中的比例结合所需配料合金中钛的重量来计算剩余钛的总量，取重量等于剩余钛重量的海绵钛；步骤二、制备合金包：选用0.1—0.3mm厚的铝箔4-5张，单张铝箔规格为长×宽：600mm×400mm，根据步骤一中选用的合金配料计算出合金配料中所含铝的总重量，将合金配料中铝的总重量与所取铝箔总重量相加与待挤压熔炼高铝钛合金中铝的总重量进行校对，校对后铝的含量如果少于所需制备高铝钛合金铝含量的需求，则采用与校对中缺少重量相同重量的铝豆进行补充；根据合金配料的重量及合金配料颗粒大小，合金配料中粒度直径≥5mm的配料颗粒含量达到60%以上，选用0.3mm厚的铝箔；合金配料中粒度直径≥5mm的配料颗粒含量20%—60%之间，选用0.2mm厚的铝箔；合金配料中粒度直径≥5mm的配料颗粒含量20%以下，选用0.1mm厚的铝箔，先步骤一中的合金配料充分混合，再将混合均匀后的合金料和铝豆再次混合，采用所取铝箔包裹合金，制备合金包，合金包厚度不超过5cm，长宽为挤压过程中所用挤压机挤压腔体口径的80%；步骤三、熔炼电极的挤压：将所需海绵钛进行依次均分并分成3份，每份重量为电极所需海绵钛重量的1/3；任意取其中1份海绵钛进行二次均分为4-5份，每份为海绵钛总重量的1/15-1/12，取一次均分后的其中1份海绵钛放入电极挤压机，进行挤压电极打底，然后将制备好的合金包从下至上依次叠放在挤压机内打底的海绵钛上，再放置合金包过程中，每放一个合金包，取一份二次均分后的海绵钛放入挤压机中，包裹在放入的合金包四周，包裹完毕后再放入另一合金包，依次重复，直至合金包全部放入，取一次均分后剩余的一份重量为总重量1/3的海绵钛放入挤压机中合金包顶部打顶，然后启动挤压机进行电极挤压；步骤四、合金锭的熔炼：取步骤三中制备好的挤压电极，进行焊接，制备熔炼电极，采用常规熔炼工艺进行熔炼，一次锭出炉后要求存放在温度为100℃的烘箱中保温3小时以上，再进行出炉扒皮；二次锭炉内冷却1小时后迅速出炉，出炉后立即存放在温度要求为150℃的烘箱中保温6小时，然后随炉冷却至室温；步骤五、铸锭的修整：将步骤四中熔炼完成的铸锭，采用线切割的方式去除熔炼收弧端缩孔，再进行表面的扒皮抛光。所述步骤一中的配料合金为铝合金或者钛合金中的至少一种。其特征在于：所述步骤一中的配料合金为铝合金。所述步骤二中铝箔的厚度采用如下方式进行确定：本专利技术的有益效果是：本专利技术专利所描述的高铝钛合金的挤压熔炼方法，解决了钛合金因合金元素太多，一次熔炼掉渣的问题。同时，铸锭熔炼完成后，组织致密，质量良好，内部裂纹较少，成品率较高。（1）解决了高铝钛合金熔炼电极挤压的问题：将合金元素采用较厚的铝箔进行包裹，挤压海绵钛包裹合金包。（2）合金挤压改进方案简单可行：改进后挤压方案，仅将合金料采用铝箔包裹，再用海绵钛包裹合金包，很好的解决了熔炼电极挤压后，电极块料松散，一次熔炼掉渣的问题。（3）提高了高铝钛合金铸锭熔炼的成品率：按照常规钛合金挤压熔炼工艺，经常因一次锭熔炼掉渣，造成整根电极的浪费。通过此专利的改进方案，无一次锭熔炼掉渣风险，提高了产品的成品率。具体实施方式实例1：高铝钛合金Ti-29Al-18.57Nb-0.86W-0.05B-0.06Y（wt%）铸锭的熔炼（成品锭规格：φ220、70KG），需投料100KG。采用0.2mm铝箔制备合金包。第一步，合金配料：根据所需制备高铝钛合金的重量及成分需求，需挤压10根电极，每根电极10KG，选用超0级海绵钛5143g，合金包需配AlNb50合金：3673.7g；AlW55合金：156.2g；AlY80合金：7.5g；硼粉：5.3g；铝豆：366.3g；铝箔：648g（共5张，每张铝箔尺寸：600mm×400mm×0.2mm），制备合金包（300mm×100mm×3.5mm）。第二步，合金元素的配料及制备合金包：将每种所需合金进行配料，均匀混合。并均匀的平分为5份，采用制备好的铝箔进行包裹，制备合金包。第三步，熔炼电极的挤压：将所需海绵钛分成3份，每份重量为电极所需海绵钛重量的1/3；将分好的海绵钛，其中1份再均分为5份。先将1/3重量的海绵钛放入电极挤压机，进行挤压电极打底，然后将制备好的合金包依次平放入挤压机，每放一个合金包，将1/15重量的海绵钛放入挤压机，用于包裹合金包四周，尽量确保海绵钛包裹合金包效果良好。最后，将剩余1/3的海绵钛放入挤压机打顶，进行电极挤压。第四步，合金锭的熔炼：将制备好的挤压电极，进行焊接，制备熔炼电极，采用常规熔炼工艺进行熔炼，一次锭出炉后要求存放在温度为100℃的烘箱中保温3小时以上，再进行出炉扒皮。二次锭炉内冷却1小时后迅速出炉，出炉后立即存放在温度要求为150℃的烘箱中保温6小时，然后随炉冷却至室温。第五步，铸锭的修整：将熔炼完成的铸锭，采用线切割的方式去除熔炼收弧端缩孔，再进行表面的扒皮抛光。制备成品的化学成分如表1所示。成品锭高度450mm，重量76.9KG。表1Ti-29Al-18.57Nb-0.86W-0.05B-0.06Y（wt%）化学成分实例2：高铝钛合金Ti-30Al-11.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止高铝钛合金一次熔炼掉渣的挤压熔炼方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、合金配料，根据待挤压熔炼高铝钛合金中各个成份的含量，选取配料合金使除去铝和钛外其他成分的含量符合其在待挤压熔炼高铝钛合金中所占比例，根据各组分所占含量比确定所需配料合金的重量，根据钛在待挤压熔炼高铝钛合金中的比例结合所需配料合金中钛的重量来计算剩余钛的总量，取重量等于剩余钛重量的海绵钛；步骤二、制备合金包：选用0.1—0.3mm厚的铝箔4‑5张，单张铝箔规格为长×宽：600mm×400mm，根据步骤一中选用的合金配料计算出合金配料中所含铝的总重量，将合金配料中铝的总重量与所取铝箔总重量相加与待挤压熔炼高铝钛合金中铝的总重量进行校对，校对后铝的含量如果少于所需制备高铝钛合金铝含量的需求，则采用与校对中缺少重量相同重量的铝豆进行补充；先步骤一中的合金配料充分混合，再将混合均匀后的合金料和铝豆再次混合，采用所取铝箔包裹合金，制备合金包，合金包厚度不超过5cm，长宽为挤压过程中所用挤压机挤压腔体口径的80%；步骤三、熔炼电极的挤压：将所需海绵钛进行依次均分并分成3份，每份重量为电极所需海绵钛重量的1/3；任意取其中1份海绵钛进行二次均分为4‑5份，每份为海绵钛总重量的1/15‑1/12，取一次均分后的其中1份海绵钛放入电极挤压机，进行挤压电极打底，然后将制备好的合金包从下至上依次叠放在挤压机内打底的海绵钛上，再放置合金包过程中，每放一个合金包，取一份二次均分后的海绵钛放入挤压机中，包裹在放入的合金包四周，包裹完毕后再放入另一合金包，依次重复，直至合金包全部放入，取一次均分后剩余的一份重量为总重量1/3的海绵钛放入挤压机中合金包顶部打顶，然后启动挤压机进行电极挤压；步骤四、合金锭的熔炼：取步骤三中制备好的挤压电极，进行焊接，制备熔炼电极，采用常规熔炼工艺进行熔炼，一次锭出炉后要求存放在温度为100℃的烘箱中保温3小时以上，再进行出炉扒皮；二次锭炉内冷却1小时后迅速出炉，出炉后立即存放在温度要求为150℃的烘箱中保温6小时，然后随炉冷却至室温；步骤五、铸锭的修整：将步骤四中熔炼完成的铸锭，采用线切割的方式去除熔炼收弧端缩孔，再进行表面的扒皮抛光。...

【技术特征摘要】
1.一种防止高铝钛合金一次熔炼掉渣的挤压熔炼方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、合金配料，根据待挤压熔炼高铝钛合金中各个成份的含量，选取配料合金使除去铝和钛外其他成分的含量符合其在待挤压熔炼高铝钛合金中所占比例，根据各组分所占含量比确定所需配料合金的重量，根据钛在待挤压熔炼高铝钛合金中的比例结合所需配料合金中钛的重量来计算剩余钛的总量，取重量等于剩余钛重量的海绵钛；步骤二、制备合金包：选用0.1—0.3mm厚的铝箔4-5张，单张铝箔规格为长×宽：600mm×400mm，根据步骤一中选用的合金配料计算出合金配料中所含铝的总重量，将合金配料中铝的总重量与所取铝箔总重量相加与待挤压熔炼高铝钛合金中铝的总重量进行校对，校对后铝的含量如果少于所需制备高铝钛合金铝含量的需求，则采用与校对中缺少重量相同重量的铝豆进行补充；先步骤一中的合金配料充分混合，再将混合均匀后的合金料和铝豆再次混合，采用所取铝箔包裹合金，制备合金包，合金包厚度不超过5cm，长宽为挤压过程中所用挤压机挤压腔体口径的80%；步骤三、熔炼电极的挤压：将所需海绵钛进行依次均分并分成3份，每份重量为电极所需海绵钛重量的1/3；任意取其中1份海绵钛进行二次均分为4-5份，每份为海绵钛总重量的1/15-1/12，取一次均分后的其中1份海绵钛放入电极挤压机，进行挤压电极打底，然后将制备好的合金包从下至上依次叠放在挤压机内打底的海绵钛上，再放置合金包过程中，每放一个合金包，取一份二次均...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱乐乐，周洪强，田永武，刘茵琪，
申请(专利权)人：洛阳双瑞精铸钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41