一种钛合金回收方法技术

一种钛合金回收方法，将不合格钛合金铸锭经锻造、扒皮、分料后获得满足一次熔炼的料块，然后根据不合格钛合金铸锭的化学成分，采用真空自耗电弧熔炼制备新料块，新料块与不合格钛合金铸锭规格相同，再将不合格钛合金料块和新料块间隔排列，焊接成自耗电极，最后将自耗电极采用真空自耗电弧熔炼多次后获得合格铸锭。本发明专利技术中通过对圆柱形料块进行焊接，可保证焊接质量，并降低焊接过程中气体杂质元素O、N、H的增加。三次熔炼后便可获得满足要求的合格铸锭。本发明专利技术的回收方法经济、便捷，可轻松实现大规格不合格铸锭的回收。

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金回收方法
本专利技术属于钛合金制备领域，涉及一种钛合金回收方法。
技术介绍
钛及钛合金由于其密度小、比强度高、耐高温、耐蚀、无磁、生物相容性好等优点而被广泛用于航空、航天、舰船、兵器、电子、石油、化工、医疗等军用及民用领域。钛及钛合金铸锭制备主要采用真空自耗电弧熔炼、真空感应熔炼、电子束熔炼，等离子熔炼等方法，因上述设备均为特殊设备，在熔炼过程中因设备真空系统出现故障而出现气体杂质元素O、N、H超标产生不合格。另外也会因配料计算失误或称重失误等原因造成铸锭中某一合金元素不满足标准要求而产生不合格。由于钛及钛合金原材料价格高，加工成本高，若将不合格铸锭报废，经济损失会很大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钛合金回收方法，将化学成分不合格的铸锭进行回收利用，以降低损失，采用本专利技术回收的钛合金铸锭，化学成分均匀，且无偏析、夹杂等冶金缺陷。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种钛合金回收方法，将不合格钛合金铸锭经锻造、扒皮、分料后获得满足一次熔炼的料块，然后根据不合格钛合金铸锭的化学成分，采用真空自耗电弧熔炼制备新料块，新料块与不合格钛合金铸锭规格相同，再将不合格钛合金料块和新料块间隔排列，焊接成自耗电极，最后将自耗电极采用真空自耗电弧熔炼多次后获得合格铸锭。本专利技术进一步的改进在于，具体包括如下步骤：步骤1：将不合格钛合金铸锭经锻造、扒皮、分料后获得圆柱形料块，步骤2：根据不合格钛合金铸锭的化学成分，制备新料块，新料块的规格与不合格钛合金铸锭规格相同，将新料块与圆柱形料块间隔放置，新料块与圆柱形料块的总数量为偶数，焊接成自耗电极，然后在坩埚中进行一次熔炼、二次熔炼与三次熔炼，得到合格铸锭。本专利技术进一步的改进在于，一次熔炼时，自耗电极上的不合格钛合金铸锭朝上与辅助电极连接，新料块朝下与坩埚底部接触。本专利技术进一步的改进在于，一次熔炼的电流为6-12KA，一次熔炼的电压为27-32V，稳弧电流为AC15～25A/30S，熔前真空度≤0.1Pa，漏气率≤0.3Pa/min。本专利技术进一步的改进在于，二次熔炼时，将一次熔炼后的锭倒置并首尾相接作为自耗电极在真空自耗电弧炉中进行二次熔炼，获得比一次熔炼后的锭直径大的二次锭。本专利技术进一步的改进在于，二次熔炼的电流为7-18KA，二次熔炼的电压为28-34V，稳弧电流15～22A/30S，熔前真空度≤0.1Pa，漏气率≤0.3Pa/min。本专利技术进一步的改进在于，三次熔炼时，将二次熔炼后的锭倒置并首尾相接作为自耗电极在真空自耗电弧炉中进行三次熔炼，获得比二次熔炼后的锭直径大的成品锭。本专利技术进一步的改进在于，三次熔炼的电流为8-22KA，三次熔炼的电压为28-35V，稳弧电流12～20A/30S，熔前真空度≤0.1Pa，漏气率≤0.3Pa/min。本专利技术进一步的改进在于，三次熔炼后在真空或充氩状态下冷却至200℃以下出炉。本专利技术进一步的改进在于，每次熔炼时，熔池深度为坩埚直径的1/2～2/3，圆柱形料块的直径小于坩埚直径60～100mm，圆柱形料块的长度≤坩埚直径的2/3。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术中通过对圆柱形料块进行焊接，可保证焊接质量，并降低焊接过程中气体杂质元素O、N、H的增加。在稳弧电流提供的电磁搅拌力作用下，各元素扩散更充分，铸锭的化学成分更均匀，三次熔炼后便可获得满足要求的合格铸锭。本专利技术的回收方法经济、便捷，可轻松实现大规格不合格铸锭的回收。进一步的，每熔炼一次，坩埚规格也扩大一次，熔炼过程中坩埚中所维持的金属液也相应增多，由于真空自耗电弧熔炼的特殊性，熔炼过程是边熔化边凝固，根据熔炼功率大小不同，熔池深度约为坩埚直径的1/2～2/3，圆柱形料块的直径小于坩埚直径60～100mm，长度≤坩埚直径的2/3，熔炼过程中因熔融的B金属液高度小于坩埚直径的一半，会在坩埚中维持一段时间，熔融的A金属液进入熔池后会在稳弧电流提供的电磁搅拌力作用下，与B金属液混合均匀。具体实施方式现结合实施例对本专利技术作进一步详细描述，本专利技术中元素含量均为质量百分比，即wt％。一种钛合金回收方法为：首先将不合格铸锭经锻造、扒皮、分料后获得可满足一次熔炼的料块，然后根据不合格铸锭的化学成分确定出新制备的铸锭的配比值，并采用真空自耗电弧熔炼制备出与不合格铸锭相同规格、数量的铸锭，再将不合格铸锭和新制备的料块间隔排列，在真空焊箱中焊接成自耗电极，最后将自耗电极采用真空自耗电弧炉熔炼三次后获得合格铸锭。实现本专利技术技术方案的具体步骤如下：步骤1：根据真空自耗电弧炉熔炼能力和经三次熔炼后成品铸锭规格，确定出一次熔炼所需坩埚规格。步骤2：根据步骤1确定的坩埚规格，将不合格钛合金铸锭(铸锭标识为“A”)经锻造、扒皮、分料后获得可满足一次熔炼的圆柱形料块，要求圆柱形料块表面干净无缺陷、光洁，清洗方便，可避免带入杂质，影响到铸锭化学成分。直径比步骤1确定的坩埚直径小60～100mm，长度≤坩埚直径的2/3。不合格圆柱形料块按照A1、A2、A3.....依次进行标识。步骤3；根据不合格铸锭的化学成分确定需新投料铸锭的配比值。步骤4：根据步骤3确定的配比值计算所需原料重量，原料出库后经称重、混料、电极块压制、自耗电极组焊、真空熔炼一次后获得铸锭B，要求新生产的铸锭B直径略大于步骤1准备的圆柱形料块直径，然后将新生产的铸锭B经扒皮、分料后获得与步骤1准备的相同质量、规格、数量的圆柱形料块。新生产的圆柱形料块按照B1、B2、B3.....依次进行标识。步骤5；将步骤2与步骤4准备的圆柱形料块用酒精清洗后，按照ABABAB......的顺序排列装在真空焊箱用焊接夹具上并夹紧并在真空焊箱中焊接成自耗电极，要求排列长度以能满足一次熔炼要求为准，数量必须为偶数块。步骤6：一次熔炼，将步骤4制备的自耗电极在真空自耗电弧炉中熔炼获得直径大于圆柱形料块直径的一次锭，要求装炉时自耗电极上的A料块朝上与辅助电极连接，B料块朝下与坩埚底部接触；熔炼电流为6-12KA，熔炼电压为27-32V，稳弧电流为AC15～25A/30S，熔前真空度≤0.1Pa，漏气率≤0.3Pa/min。步骤7：二次熔炼，将一次锭倒置并首尾相接作为自耗电极在真空自耗电弧炉中进行二次熔炼获得比一次锭直径大的二次锭，熔炼电流为7-18KA，熔炼电压为28-34V。稳弧电流15～22A/30S，熔前真空度≤0.1Pa，漏气率≤0.3Pa/min。步骤8：三次熔炼，将二次锭倒置并首尾相接作为自耗电极在真空自耗电弧炉中进行三次熔炼获得比二次锭直径大的成品锭，熔炼电流为8-22KA，熔炼电压为28-35V。稳弧电流12～20A/30S，熔前真空度≤0.1Pa，漏气率≤0.3Pa/min。步骤9：冷却，熔炼完成后要求成品锭在真空或充氩状态下冷却至200℃以下出炉。本专利技术采用钛合金铸锭制备方法中最经济的真空自耗电弧熔炼方法将化学成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛合金回收方法，其特征在于，将不合格钛合金铸锭经锻造、扒皮、分料后获得满足一次熔炼的料块，然后根据不合格钛合金铸锭的化学成分，采用真空自耗电弧熔炼制备新料块，新料块与不合格钛合金铸锭规格相同，再将不合格钛合金料块和新料块间隔排列，焊接成自耗电极，最后将自耗电极采用真空自耗电弧熔炼多次后获得合格铸锭。/n

【技术特征摘要】
1.一种钛合金回收方法，其特征在于，将不合格钛合金铸锭经锻造、扒皮、分料后获得满足一次熔炼的料块，然后根据不合格钛合金铸锭的化学成分，采用真空自耗电弧熔炼制备新料块，新料块与不合格钛合金铸锭规格相同，再将不合格钛合金料块和新料块间隔排列，焊接成自耗电极，最后将自耗电极采用真空自耗电弧熔炼多次后获得合格铸锭。


2.根据权利要求1所述的一种钛合金回收方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1：将不合格钛合金铸锭经锻造、扒皮、分料后获得圆柱形料块，
步骤2：根据不合格钛合金铸锭的化学成分，制备新料块，新料块的规格与不合格钛合金铸锭规格相同，将新料块与圆柱形料块间隔放置，新料块与圆柱形料块的总数量为偶数，焊接成自耗电极，然后在坩埚中进行一次熔炼、二次熔炼与三次熔炼，得到合格铸锭。


3.根据权利要求2所述的一种钛合金回收方法，其特征在于，一次熔炼时，自耗电极上的不合格钛合金铸锭朝上与辅助电极连接，新料块朝下与坩埚底部接触。


4.根据权利要求2所述的一种钛合金回收方法，其特征在于，一次熔炼的电流为6-12KA，一次熔炼的电压为27-32V，稳弧电流为AC15～25A/30S，熔前真空度≤0.1Pa，漏气率≤0.3Pa/min。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦勇，周中波，张利军，韩彤，白钰，薛祥义，
申请(专利权)人：西安西工大超晶科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61