一种钛合金真空自耗熔炼用电极的整体制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钛合金真空自耗熔炼用电极的整体制备方法，具体为通过大吨位油压机半连续式挤压直接成型钛合金真空自耗熔炼用整体电极的制备方法。技术方案为：按合金成分选择相应原料，配比并称重，将配好的原料通过混布料机混合均匀，将首批原料投入大吨位油压机挤压成自耗电极块，然后把第二批次原料投入大吨位油压机，在第一块自耗电极块的基础上直接挤压，多次重复上述步骤得到规定长度的整体自耗电极，在真空自耗熔炼炉内熔炼得到合格铸锭。本发明专利技术的优点是：通过大吨位油压机半连续式挤压得到长度适宜的整体自耗电极块，能够有效避免传统氩气保护下等离子弧焊接对焊时可能产生的夹杂、焊不牢等缺陷，保证铸锭冶金质量，提高生产效率。

An overall preparation method for titanium alloy vacuum consumable smelting electrode

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金真空自耗熔炼用电极的整体制备方法
本专利技术属于钛合金材料加工
，具体涉及一种钛合金真空自耗熔炼用电极的整体制备方法。
技术介绍
随着航空工业的发展，飞机更新换代的加速，飞机性能不断提高。而新型高效飞机首先要求其材料具有质轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、抗氧化和加工成形性好等良好的综合性能，既要保证飞机机体和发动机零件在受力、高温、腐蚀和其他作用条件下有较强的工作能力，又要使飞机达到高的技术品质。钛及钛合金由于具有密度低、比强度高（优于铝合金和钢）、耐热、抗冲击、耐腐蚀等优异性能，而且与飞机大量使用的复合材料有很好的电化学相容性，因此钛合金为飞机设计者所青睐，在飞机上的用量不断增加。随着钛合金在航空航天领域的广泛应用，对钛合金冶金质量的要求也越来越高。但是，由于我国钛合金铸锭制备相关技术的不过关，与欧美等西方发达国家相比，在钛合金冶金质量上仍存在明显的差距。其中，在钛合金真空自耗熔炼电极的制备方面，国内通常的制备方法采用分段压制小块电极，然后通过在氩气保护下的等离子弧焊焊接成整体自耗电极，但是由于焊接工艺与焊接保护设施不稳定，容易导致自耗电极焊不牢、夹杂等质量问题，直接影响铸锭冶金质量。对于钛合金自耗电极制备方面存在的冶金质量问题，目前仍然没有较好的解决办法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钛合金真空自耗熔炼用电极的整体制备方法，通过本技术方案，能够解决现有钛合金真空自耗电极在氩气保护下等离子焊接过程中容易产生的夹杂、焊不牢等问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：步骤一、以海绵钛、高纯金属、中间合金以及残钛屑为原料，按照合金成分称取所需各种原料；步骤二、通过自动称料装置按合金配比自动控制称取相应原料，并通过传送装置将各种原料输送到混料机，混料系统将合金混合均匀；步骤三、将第一批次混合均匀的合金原料（100~150Kg）送入大吨位油压机，压制成相应规格的小块自耗电极；步骤四、将第二批次混合均匀的合金原料（100~150Kg）投入大吨位油压机，在第一块自耗电极块的基础上继续挤压；步骤五、多次重复步骤四中所述自耗电极挤压，直至得到工艺要求长度的熔炼用完整自耗电极。本专利技术的特点还在于：步骤一中所述海绵钛的粒度范围在0.83~25.4mm，而中间合金的粒度范围在0.05~10mm，纯金属的粒度在0.5~10mm之间。步骤二中自动称料混料系统有自动称重功能，海绵钛和中间合金的布料、混料全部由计算机按设定的工艺控制，在全封闭系统中自动完成，避免人为和环境对原料成分和合金均匀性的影响，保证电极质量。步骤三、四中采用大吨位油压机压制得到的电极块密度在3.2~4.0g/cm3之间。步骤五中采用大吨位油压机半连续式压制的整体电极块，需要先在大吨位油压机模具中挤压出单块的小块电极块，然后在模具中压制好的电极块上部添加混和均匀的第二批次合金料继续挤压，直至得到完整的符合工艺要求可供直接使用的自耗电极。步骤五中采用大吨位油压机压制的整体自耗电极，其弯曲度不大于3/1000mm。附图说明图1为大吨位油压机半连续式压制钛合金整体电极纵截面示意图。具体实施方式以下通过具体的实例来详细说明本专利技术的具体技术方案：实施例1：本实例以制备TC4钛合金铸锭用真空自耗电极为例，具体的制备方法如下。步骤一、以海绵钛、工业纯铝、Al-V中间合金以及残钛屑为原料，按照TC4合金名义成分Ti-6Al-4V选取所述各种原料，其中所述海绵钛的质量纯度不低于99.65%，工业纯铝的质量纯度不低于99.95%，而Al-V中间合金的质量纯度不低于99.8%；步骤二、通过自动称料装置按TC4合金配比自动控制称取相应原料，并通过传送装置将各种原料输送到混料机，混料系统将TC4合金混合均匀，其中海绵钛、中间合金和纯铝粒的布料、混料全部由计算机按设定的工艺控制，在全封闭系统中自动完成，避免人为和环境对原料成分和合金均匀性的影响，保证电极质量；步骤三、将第一批次混合均匀的合金原料125Kg送入大吨位油压机，压制成直径450mm，密度3.8g/cm3的自耗电极块；步骤四、将第二批次混合均匀的合金原料125Kg投入大吨位油压机压模内，在步骤三自耗电极块的基础上继续挤压；步骤五、多次重复步骤四中所述自耗电极挤压，直至得到φ450×4500mm的完整自耗电极。实施例2：本实例以制备TA15钛合金铸锭用真空自耗电极为例，具体的制备方法如下。步骤一、以海绵钛、海绵锆、工业纯铝、Al-V中间合金、Al-Mo中间合金为原料，按照TA15合金名义成分Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr选取所述各种原料，所述海绵钛、海绵锆的质量纯度不低于99.65%，工业纯铝的质量纯度不低于99.95%，而Al-V和Al-Mo中间合金的质量纯度不低于99.8%；步骤二、通过自动称料装置按TA15合金配比自动控制称取相应原料，并通过传送装置将各种原料输送到混料机，混料系统将TA15合金混合均匀，其中海绵钛、海绵锆、中间合金和纯铝粒的布料、混料全部由计算机按设定的工艺控制，在全封闭系统中自动完成，避免人为和环境对原料成分和合金均匀性的影响，保证电极质量；步骤三、将第一批次混合均匀的合金原料100Kg送入大吨位油压机，压制成φ650mm密度3.8g/cm3的小块自耗电极；步骤四、将第二批次混合均匀的合金原料100Kg投入大吨位油压机，在第一块自耗电极块的基础上继续挤压；步骤五、多次重复步骤四中所述自耗电极挤压，直至得到φ650×4500mm的完整自耗电极，自耗电极弯曲度不大于3/1000mm。实施例3：本实例以制备TC18钛合金铸锭用真空自耗电极为例，具体的制备方法如下。步骤一、以海绵钛、小颗粒纯Cr和纯Al、Al-V中间合金、Al-Mo中间合金、Al-Fe中间合金为原料，按照TC18合金名义成分Ti-5Al-4.75Mo-4.75V-1Cr-1Fe选取所述各种原料，所述海绵钛的质量纯度不低于99.65%，纯Cr和纯Al的质量纯度不低于99.95%，而Al-V、Al-Mo、Al-Fe中间合金的质量纯度不低于99.8%；步骤二、通过自动称料装置按TC18合金配比自动控制称取相应原料，并通过传送装置将各种原料输送到混料机，混料系统将TC18合金混合均匀，其中海绵钛、中间合金和纯金属的布料、混料全部由计算机按设定的工艺控制，在全封闭系统中自动完成，避免人为和环境对原料成分和合金均匀性的影响，保证电极质量；步骤三、将第一批次混合均匀的合金原料100Kg送入大吨位油压机，压制成φ650mm密度3.8g/cm3的小块自耗电极；步骤四、将第二批次混合均匀的合金原料100Kg投入大吨位油压机，在第一块自耗电极块的基础上继续挤压；步骤五、多次重复步骤四中所述自耗电极挤压，直至得到φ650×4500mm的完整自耗电极。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛合金真空自耗熔炼用电极的整体制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、以海绵钛、纯金属、中间合金及残钛屑为原料，按照钛合金成分选取所述原料；步骤二、通过自动称料装置按合金配比自动控制称取相应原料，通过传送装置将各种原料输送到混料机，混料系统将合金混合均匀；步骤三、将第一批次混合均匀的合金原料（100~150Kg）送入大吨位油压机，压制成相应规格的单个自耗电极块；步骤四、将第二批次混合均匀的合金原料（100~150Kg）投入大吨位油压机，在步骤三所得自耗电极块的基础上直接继续挤压；步骤五、多次重复步骤四中所述自耗电极挤压，直至得到工艺要求长度的完整自耗电极。

【技术特征摘要】
1.一种钛合金真空自耗熔炼用电极的整体制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、以海绵钛、纯金属、中间合金及残钛屑为原料，按照钛合金成分选取所述原料；步骤二、通过自动称料装置按合金配比自动控制称取相应原料，通过传送装置将各种原料输送到混料机，混料系统将合金混合均匀；步骤三、将第一批次混合均匀的合金原料（100~150Kg）送入大吨位油压机，压制成相应规格的单个自耗电极块；步骤四、将第二批次混合均匀的合金原料（100~150Kg）投入大吨位油压机，在步骤三所得自耗电极块的基础上直接继续挤压；步骤五、多次重复步骤四中所述自耗电极挤压，直至得到工艺要求长度的完整自耗电极。2.根据权利要求1所述的钛合金真空自耗熔炼用电极的整体制备方法，其特征在于，步骤一种所述海绵钛的粒度范围在0.83~25.4mm，而中间合金的粒度范围在0.05~10mm，纯金属的粒度在0.5~10mm之间。3.根据权利要求1所述的钛合金真空自耗熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘和平，刘亮亮，张军政，
申请(专利权)人：重庆金世利钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50