一种真空自耗炉用钛或钛合金电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种真空自耗炉用钛或钛合金电极，包括若干电极块组，单个电极块组由两种不同结构的电极块组合而成，其中一种电极块夹装在另一种结构的电极块之间，两种结构电极块相接处表面设置有定位结构。本发明专利技术还公开了上述电极的制备方法。本发明专利技术通过模具的合理设计，电极块的合理组合，电极块之间的搭接，充分利用等离子弧的焊接特性，将组合配对的电极块进行焊接，制成大规格自耗电极，解决了在油压机压制小的情况下，无法生产出大规格自耗电极的问题，本发明专利技术提高了设备的通用性，拓宽了设备的使用范围，提高了生产效率，降低了模具费用，节约了生产成本。

A titanium or titanium alloy electrode used in vacuum consumable furnace and its preparation method

The invention discloses a vacuum consumable electrode with titanium or titanium alloy consumption furnace, comprises a plurality of electrode block, single electrode block group is composed of two different structures of electrode blocks together, wherein an electrode block is arranged between the electrode piece of another structure, two kinds of surface structure of the electrode block. Is provided with a positioning structure. The invention also discloses a preparation method of the electrode. The reasonable mold design, reasonable combination of electrode block, lap electrode between the blocks, make full use of characteristics of plasma arc welding, the electrode block matched welding, made of large size consumable electrode, solved in hydraulic press pressing under the condition of small, no method to produce a large size of consumable electrode the problem, the invention improves the versatility of the equipment, to broaden the use of equipment, improve production efficiency, reduce the cost of mold, save the production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种真空自耗炉用钛或钛合金电极及其制备方法
本专利技术属于钛铸锭熔炼
，具体涉及一种真空自耗炉用钛或钛合金电极，本专利技术还涉及上述电极的制备方法。
技术介绍
钛和钛合金铸锭生产的主要设备是真空自耗电弧炉，自耗电极的制备是真空自耗电弧炉生产必不可少的工艺流程。生产钛和钛合金自耗电极的原料主要是海绵钛，海绵钛是一种类似海绵状的金属颗粒，具有良好的塑性。它是钛铸锭生产的初级原料，纯度99.1～99.7％，杂质含量0.3～0.9％，粒度0.83～25.4mm，硬度HB100-157，密度1.1～1.5克/立方厘米。根据所熔化铸锭的化学成分的不同，疏松状的海绵钛颗粒和颗粒状或屑状的金属中间合金以一定的配比，在混料器内通过充分搅拌和混合，装入油压机的模具内，采用边挤压边添料的半连续工作方式，压制成具有一定直径或对角线尺寸、长度的自耗电极。为保证颗粒间结合紧密，自耗电极在熔化过程不掉块，自耗电极的密度一般要大于3.2克/立方厘米，为保证熔化质量，自耗电极的直径或最大对角线尺寸必须和所熔化的坩埚规格相匹配。为达到自耗电极的性能要求，现有技术条件下，如果要压制大规格的自耗电极，只能采用大吨位油压机进行压制，小型油压机无法实现压制一整根电极的生产需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种真空自耗炉用钛和钛合金电极，解决了现有电极制备过程中，因油压机压制力小，无法生产出大规格自耗电极的问题。本专利技术的另一目的是提供上述电极的制备方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种真空自耗炉用钛或钛合金电极，包括若干电极块组，单个电极块组由两种不同结构的电极块组合而成，其中一种电极块夹装在另一种电极块之间，两种结构电极块相接处表面设置有定位结构。本专利技术的特点还在于，定位结构为：两种结构的电极块相接触的平面均设置有高度差，两块电极块利用相互平面的高度差卡接定位；或者夹装电极块一个表面开有梯形凹槽，待夹装电极块与夹装电极块相接触表面设置有相适应的凸起。每一个电极块上具有高度差的平面之间均设置有夹角平面，夹角平面位于电极块中心线上且以电极块中心线对称。夹角平面的角度为30～60度。平面的高度差为5～10mm。单个电极组由两块电极块组成，电极块B夹装在两块电极块A之间，电极块A远离电极块B的两个棱边做圆角处理。单个电极组由六块电极块组成，包括四块电极块C和两块电极块D，两块电极块D分别夹装在两块电极块C之间，两块电极块D相邻，位于四角的电极块C的棱边做圆角处理。本专利技术所采用的另一技术方案是，一种真空自耗炉用钛或钛合金电极的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，依照两种电极块的结构要求，分别压制数量匹配的两种电极块；步骤2，将电极块在料架内组合，并将料架置于真空等离子焊箱内，料架在焊箱内沿其纵向轴向做圆周运动；焊箱炉室抽真空，充入保护气体，采用等离子弧进行焊接，即得到坩埚用纯钛或钛合金自耗电极。本专利技术的特点还在于，料架包括上梁和下梁，上梁和下梁均包括两根矩形型钢，两根矩形型钢两端分别通过固定件连接，上梁的固定件上设置有定位销孔，下梁的固定件上设置有定位销轴，上梁和下梁通过螺栓、螺母连接、紧固，合为一个整体，矩形型钢分别位于电极块的对角线方向。电极块与矩形型钢的接触部位为圆弧面，圆弧部位与矩形型钢的一个平面形呈线接触。本专利技术的有益效果是，本专利技术通过设计合理的电极模具，在小型油压机上压制出能够相互之间组合配对的电极块；设计出能够装夹电极块的料架，将配对组合好的电极块装夹在料架中，在真空等离子焊箱内焊接，制成自耗电极。相对于无焊缝的自耗电极，由于单个电极块重量小，更易于将海绵钛和中间合金混合的更加均匀，有利于铸锭成分的均匀化，生产出高质量的钛合金铸锭。附图说明图1是电极块A、B组装成的电极的截面示意图；图2是电极块A的截面示意图；图3是电极块B的截面示意图；图4电极块C、D组装成的电极的截面示意图；图5是电极块C的截面示意图；图6是电极块D的截面示意图；图7是压制电极块A的凸模截面示意图；图8是压制电极块B的凸模截面示意图；图9是电极块A、B共用的底模截面示意图；图10是电极块A、B组装电极在料架上的装夹截面示意图；图11是电极块C、D组装电极在料架上的装夹截面示意图；图12是组合电极块与料架的装配示意图。图中，1.电极块A，2.电极块B，3.电极块C，4.电极块D，5.压制电极块A的凸模，6.压制电极块B的凸模，7.电极块A、B共用的底模，8.上梁，9.下梁，10.焊缝。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种真空自耗炉用钛或钛合金电极，由两种不同形状的电极块组成。本专利技术真空自耗炉用钛或钛合金电极的一种形式，其横截面如图1所示，单组电极块由三块电极组装而成，包括位于上下两端的电极块A1和夹装在两块电极块A1之间的电极块B2。如图2所示，电极块A1形状类似长方体，电极块的前后、左右均为平面，电极块A1上表面与左右两侧面相交的两个棱边做倒圆处理，形成圆弧面，且以轴线对称，圆弧面的圆角半径R为50～80mm。底部为高度差5～10mm的阶梯形平面，阶梯形平面的中间平面与两侧平面之间的夹角为30～60度。电极块的中心线和中间平面的中心线相重合。如图3所示，电极块B2形状类似长方体，上下两个平面的形状与电极块A的阶梯形平面相适应。组装时，将电极块B2放在两个电极块A1之间，两个电极A块摆放角度相差180度，电极块A与电极块B通过阶梯形平面相互卡扣配合，即组装形成一组电极块。本专利技术真空自耗炉用钛或钛合金电极的另一种形式，其横截面如图4所示，单组电极块由六块电极组装而成，包括位于上下两端的四块电极块C3和分别夹装在两块电极块C3之间的两块电极块D4。如图5所示，电极块C3上表面与其中一侧侧面相交的棱边做倒圆处理，形成圆弧面，下表面开有梯形凹槽。如图6所示，电极块D4上下表面均设置有与电极块C3下表面相适应的凸起。组装时，四块电极块C3的圆角分别位于左上角、右上角、左下角、右下角，两块电极块D4分别夹装在两块电极块C3之间，即组装形成一组电极块。本专利技术一种真空自耗炉用钛或钛合金电极的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，压制电极块按照欲生产的电极的规格，将与电极块A(或电极块C)表面形状相对应的凸模、底模装在压力机上，模腔内放混合均匀的海绵钛及中间合金，压制出有数量要求的电极块A(或电极块C)。该规格电极块压制结束后，更换凸模，将与电极块B(或电极块D)上表面形状相适应的凸模装在压力机上，按工艺需求，装料、压制，得到有数量要求的电极块B(或电极块D)。图7为压制电极块A的凸模截面图，图8为压制电极块B的凸模截面图，图9为电极块A、B共用的底模截面图。步骤2，组装电极将电极块A、电极块B依次组装在下梁上，电极块B放在两个电极块A之间，两个电极A块摆放角度相差180度，电极块A与电极块B通过阶梯形平面相互卡扣配合，完成单组电极块的组装。纵向排列多组，合上上梁，截面如图10所示。第二种方式，将电极块C、电极块D依次组装在下梁上，电极块C和电极块D通过接触面之间的凸凹槽相互约束，相互之间横向不会产生滑动，单组电极块装配完后，纵向排列为多组，合上上梁，四块电极块C的圆弧部分别由料架的上下梁固定。截面如图11所示。上梁在定位销轴的导向作用下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空自耗炉用钛或钛合金电极，其特征在于，包括若干电极块组，单个电极块组由两种不同结构的电极块组合而成，其中一种电极块夹装在另一种电极块之间，两种结构电极块相接处表面设置有定位结构。

【技术特征摘要】
1.一种真空自耗炉用钛或钛合金电极，其特征在于，包括若干电极块组，单个电极块组由两种不同结构的电极块组合而成，其中一种电极块夹装在另一种电极块之间，两种结构电极块相接处表面设置有定位结构。2.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉用钛或钛合金电极，其特征在于，所述定位结构为：两种结构的电极块相接触的平面均设置有高度差，两块电极块利用相互平面的高度差卡接定位；或者夹装电极块一个表面开有梯形凹槽，待夹装电极块与夹装电极块相接触表面设置有相适应的凸起。3.根据权利要求2所述的一种真空自耗炉用钛或钛合金电极，其特征在于，所述每一个电极块上具有高度差的平面之间均设置有夹角平面，夹角平面位于电极块中心线上且以电极块中心线对称。4.根据权利要求3所述的一种真空自耗炉用钛或钛合金电极，其特征在于，所述夹角平面的角度为30～60度。5.根据权利要求2所述的一种真空自耗炉用钛或钛合金电极，其特征在于，所述平面的高度差为5～10mm。6.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉用钛或钛合金电极，其特征在于，所述单个电极组由两块电极块组成，电极块B(2)夹装在两块电极块A(1)之间，电极块A(1)远离电极块B(2)的两个棱边做圆角处理。7.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉用钛或钛合金电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军仁，杜建超，刘俊，王晓成，付宝全，罗文忠，杨斌，
申请(专利权)人：西部超导材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61