一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺，通过原料和废料混合进行EB熔炼铸锭；其中，原料的比例为44.47％

【技术实现步骤摘要】
一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺


[0001]本专利技术涉及钛合金EB熔炼
，具体涉及一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺。

技术介绍

[0002]Gr.38钛合金是美国阿莱格尼技术公司开发的一种新型高强度钛合金，该合金亦被称作ATI425，其名义成分为Ti
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4Al
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2.5V
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1.5Fe
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0.25O，是一种α+β型高强钛合金。Gr.38钛合金的强度可以和Ti
‑6‑
4合金相媲美，具有可以进行冷加工的优势；鉴于Gr.38钛合金具有极佳的超塑成形性和开孔疲劳性能，而且还可进行摩擦搅动焊接，其用途十分广泛，颇适合用来取代钢、铝、复合材料、纯钛材及其他钛合金，特别是在航空航天以及军事防御系统方面有极其广阔的应用前景；
[0003]由于钛合金加工材成材率较低，其中Gr.38钛合金从原材料到最终产品有效利用率仅为10％～15％，目前生产过程中产生的残料未能合理使用造成资源的严重浪费和环境污染。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的问题，本专利技术提供了一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺，通过原料和废料混合进行EB熔炼铸锭；其中，原料的比例为44.47％
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59.64％，废料的比例为40.36％
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55.53％；原料中各元素的配比为Al为4.605％
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4.781％，V为2.414％
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2.436％,Fe为1.414％
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1.436％,O为0.215％
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0.226％,余量为Ti(海绵钛)。
[0005]优选的，原料的比例为59.64％，废料的比例为40.36％；原料中各元素配比为Al为4.611％，V为2.436％,Fe为1.435％,O为0.223％,余量为Ti；所述Ti为海绵钛，所述的废料为飞边料。
[0006]优选的，原料的比例为55.31％，废料的比例为44.69％；原料中各元素配比为Al为4.609％，V为2.432％,Fe为1.43％,O为0.226％,余量为Ti；所述Ti为海绵钛，废料为飞边料及散屑，其中，飞边料占废料的75.68％，余量为散屑。
[0007]优选的，原料的比例为50.03％，废料的比例为49.97％；原料中各元素配比为Al为4.781％，V为2.414％,Fe为1.414％,O为0.215％,余量为Ti；所述Ti为海绵钛，废料为飞边料及散屑，其中飞边料占废料的68％，余量为散屑。
[0008]优选的，原料的比例为44.47％，废料的比例为55.53％；原料中各元素配比为Al为4.781％，V为2.414％,Fe为1.414％,O为0.215％,余量为Ti；所述Ti为海绵钛，废料为飞边料及块料，其中，飞边料占废料的35.84％，余量为块料。
[0009]优选的，EB熔炼时采用的布料方式为，将钛坨A分两份码放在料箱底部两侧，在两份钛坨A的顶部及中间的空隙码放飞边料；钛坨A为海绵钛块；
[0010]优选的，EB熔炼时采用的布料方式为，将钛坨B4成“U”型结构码放在料箱底部及两侧，在钛坨B4形成的中间凹槽内以及钛坨B顶部码放飞边料；钛坨B是由海绵钛和成品Gr.38
钛合金加工刨铣下来的散屑压制成块；
[0011]优选的，EB熔炼时采用的布料方式为，将钛坨B分两份码放在料箱底部两侧，在两份钛坨B的顶部及中间的空隙码放飞边料；
[0012]优选的，EB熔炼时采用的布料方式为，将钛坨C分两份码放在料箱底部两侧，在两份钛坨C的顶部及中间的空隙码放飞边料；钛坨C是由海绵钛和成品Gr.38钛合金加工时产生的块料压制成块；
[0013]优选的，EB熔炼的过程为：
[0014]S1:装料与真空作业
[0015]1)对原材料及废料进行烘干作业，烘干时长2～4h，温度120℃；
[0016]2)将Gr.38实验用建壳放入电子束冷床；
[0017]3)将烘干的原料及废料配料布料，确认装料无误后封闭炉膛；
[0018]4)根据操作规程完成真空作业，炉内真空度高于1.0
×
10
‑
2torr后使用氦质谱检漏仪对炉体检漏确认无漏点，测炉体漏气率低于3.3torr
·
L/s。
[0019]S2：铸锭熔炼
[0020]1)启动电子枪及制作底托
[0021]启动电子枪烘炉：加热冷凝壳且不使其熔化，观察炉内真空变化情况；烘炉期间应严格控制1～5#枪电流范围；同时启动6～7#枪预热底托；确认所有电子枪状态无异常且炉内真空稳定后，提高电流熔化冷凝壳。
[0022]铸锭制作底托：冷凝壳表层完全熔化后开始进料，1～4#电子枪保持同步提升；左右进料速度尽保持一致；制底过程中平稳提升6#、7#枪电流；制底完成后不冷却，铸锭下拉直接进入熔炼阶段。
[0023]2)熔炼
[0024]熔炼时1～4#电子枪电流加总占1～7#枪电流加总的比例保持在65％左右；保持左右两侧进料速度保持一致；进入稳定熔炼工况后降低6、7#电子枪电流，将6、7#枪电流加总占1～7#枪电流加总的比例控制在20％；正常熔炼期间合理分配电子枪扫描图形，保证电子束冷床及结晶器内无冷区。
[0025]3)出锭
[0026]铸锭自然冷却4小时后放气，安全出锭。
[0027]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0028]该工艺将Gr.38钛合金的废料和原料混合熔炼，废料添加比例提升至55％，提高了钛合金废料利用率，有效的避免了资源的浪费和环境污染。
[0029]工艺通过合理布料配料提升单炉次入炉率，保证熔炼挥发控制及成分均匀性的良好匹配，保证熔炼过程稳定、持续，最大程度缩减熔炼前期及末期用时，将铸锭头尾成分不合格范围压缩至最低，从而提升单锭成材率；精确控制电子枪电流运行及扫描轨迹，避免铸锭表面形成冷隔、夹渣等缺陷，减少铸锭表面加工损耗率。
附图说明
[0030]图1是本专利技术一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺中实施例一的布料方式；
[0031]图2是本专利技术一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺中实施例二的布料方式；
[0032]图3是本专利技术一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺中实施例三的布料方式；
[0033]图4是本专利技术一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺中实施例四的布料方式；
[0034]图5是本专利技术通过EB熔炼铸锭后锻造成棒材的Gr38钛合金棒材低倍组织；
[0035]图6是本专利技术通过EB熔炼铸锭后锻造成棒材的本专利技术通过EB熔炼铸锭后锻造成棒材的Gr.38钛合金棒材显微组织；
[0036]图中：飞边料1、钛坨A2、料箱3、钛坨B4、钛坨C5。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图；对本专利技术实施例中的技术方案进行清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺，通过原料和废料混合进行EB熔炼铸锭；其特征在于：其中，原料的比例为44.47％
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59.64％，废料的比例为40.36％
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55.53％；原料中各元素的配比为Al为4.605％
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4.781％，V为2.414％
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2.436％,Fe为1.414％
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1.436％,O为0.215％
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0.226％,余量为Ti。2.根据权利要求1所述的一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺，其特征在于：原料的比例为59.64％，废料的比例为40.36％；原料中各元素配比为Al为4.611％，V为2.436％,Fe为1.435％,O为0.223％,余量为Ti；所述Ti为海绵钛，所述的废料为飞边料。3.根据权利要求1所述的一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺，其特征在于：原料的比例为55.31％，废料的比例为44.69％；原料中各元素配比为Al为4.609％，V为2.432％,Fe为1.43％,O为0.226％,余量为Ti；所述Ti为海绵钛，废料为飞边料及散屑，其中，飞边料占废料的75.68％，余量为散屑。4.根据权利要求1所述的一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺，其特征在于：原料的比例为50.03％，废料的比例为49.97％；原料中各元素配比为Al为4.781％，V为2.414％,Fe为1.414％,O为0.215％,余量为Ti；所述Ti为海绵钛，废料为飞边料及散屑，其中飞边料占废料的68％，余量为散屑。5.根据权利要求1所述的一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺，其特征在于：原料的比例为44.47％，废料的比例为55.53％；原料中各元素配比为Al为4.781％，V为2.414％,Fe为1.414％,O为0.215％,余量为Ti；所述Ti为海绵钛，废料为飞边料及块料，其中，飞边料占废料的35.84％，余量为块料。6.根据权利要求2所述的一种低成本Gr.38钛合金EB熔炼工艺，其特征在于：EB熔炼时采用的布料方式为，将钛坨A分两份码放在料箱底部两侧，在两份钛坨A的顶部及中间的空隙码放飞边料；钛坨A为海绵钛块。7.根据权利要求3所述的一种低成本Gr...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炜华，雷云清，马小艳，伊有才，李善栋，王倩，乔天宇，陈亚鹏，王红钰，
申请(专利权)人：青海聚能钛业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：