一种减少制造技术

本申请涉及一种减少

【技术实现步骤摘要】
一种减少VAR钛合金铸锭锭冠飞边的熔炼方法


[0001]本申请涉及钛合金真空自耗熔炼工艺
，特别是涉及一种减少
VAR
钛合金铸锭锭冠飞边的熔炼方法
。

技术介绍

[0002]钛合金因其比强度高
、
耐腐蚀
、
生物相容性好等特性，已经在航空
、
航天
、
舰船及医疗等领域获得广泛应用
。
[0003]目前钛合金铸锭熔炼的主流方法为真空自耗电弧熔炼法
(
简称
VAR
法
)。
为获得良好的铸锭质量，钛合金铸锭一般需要进行三次熔炼，其中一次熔炼是后续熔炼的基础，需要在熔炼过程质量可控的前提下，提高一次锭的合金化效果
。
根据熔炼特点，一次熔炼过程分为三个阶段，分别为起弧建立熔池期
、
正常熔炼期和收弧期
。VAR
钛合金铸锭熔炼通常在水冷铜坩埚内进行
。
[0004]钛合金铸锭在熔炼过程中，熔融液体在水冷铜坩埚中逐渐冷却形成铸锭，逐步冷却的熔融液体容易在铸锭的锭冠形成飞边，参见图1，导致钛合金铸锭的锭冠飞边多，导致钛合金铸锭熔炼的成材率低，同时，针对一次熔炼和二次熔炼后得到的钛合金铸锭在进行下一次
VAR
熔炼时，需要将钛合金铸锭倒置熔炼，这会导致原先位于锭冠的飞边朝向水冷铜坩埚底部，为了控制熔炼起弧，钛合金铸锭与水冷铜坩埚底部的设置距离一定，对于飞边较长时，飞边容易顶触水冷铜坩埚底部，一是影响熔炼起弧，二是容易将水冷铜坩埚底部撞坏
。
[0005]因此，在钛合金铸锭出炉后，需要人工剔除飞边，使工作人员劳动强度增加，或者，通过切割设备将锭冠切除，这会造成材料的浪费
。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对现有技术中，通过
VAR
熔炼钛合金铸锭时，钛合金铸锭的锭冠飞边多，导致钛合金铸锭熔炼的成材率低，且锭冠的飞边在再次熔炼时会影响熔炼起弧以及容易将水冷铜坩埚底部撞坏的问题
。
本申请提供一种减少
VAR
钛合金铸锭锭冠飞边的熔炼方法，本申请公开的熔炼方法能够大幅度降低锭冠的飞边高度，降低率高达
50
％以上，使锭冠的飞边又薄又低，降低飞边高度，减少飞边的形成，提高钛合金铸锭熔炼的成材率，避免再次熔炼造成坩埚底部损伤以及影响熔炼起弧，减少浪费，适用工业化生产
。
[0007]一种减少
VAR
钛合金铸锭锭冠飞边的熔炼方法，包括以下步骤：
[0008]S10.
将自耗电极装入对应水冷铜坩埚内，并置于真空自耗电弧炉内，将抽真空至
1.0pa
以下，漏率在
0.13pa/min
以下，炉内焊接辅助电极与所述自耗电极；
[0009]S20.
起弧阶段
4KA
至
6KA
电流进行起弧，电压为
27V
至
29V
，稳弧电流为
6A
至
9A
，保持
5min
至
7min
，准备进入熔炼阶段；
[0010]S30.
熔炼阶段将电流在
5min
内加至
18KA
至
20KA
，电压为
30V
至
34V
，稳弧电流为
15A
至
18A
，所述自耗电极的剩余重量为
32Kg
至
38Kg
时，准备进入补缩阶段；
[0011]S40.
补缩阶段将电流在
2min
内降至
9KA
至
10KA
，电压降至
28V
至
30V
，稳弧电流降至
9A
至
10A
，
3min
内将电流降至
7KA
至
8KA
，电压降至
25V
至
26V
，稳弧电流降至
7A
至
8A
，
8min
内将电流降至
5KA
至
6KA
，电压降至
23V
至
25V
，稳弧电流降至
5A
至
6A
，直至熔炼结束
。
[0012]优选地，上述一种减少
VAR
钛合金铸锭锭冠飞边的熔炼方法中，所述
S10
步骤中，所述炉内焊接辅助电极与所述自耗电极具体包括：
[0013]采用
4KA
至
6KA
电流进行起弧，电压控制在
27V
至
29V
，稳弧电流为
6A
至
9A
，并控制所述辅助电极与所述自耗电极之间的距离为
10mm
至
15mm
，
4min
至
5min
后，将电流加至
8KA
至
10KA
，电压为
28V
至
30V
，稳弧电流为
15A
至
18A
，并控制所述辅助电极与所述自耗电极之间的距离为
15mm
至
20mm
，直至所述自耗电极上端面形成的熔池面积大于所述辅助电极的下端面积后，断电；
[0014]下降所述辅助电极以插入所述自耗电极上端面形成的熔池中，并使所述辅助电极的下端面与所述自耗电极的上端面紧密接触，炉内冷却至少
25min
后焊接完成
。
[0015]优选地，上述一种减少
VAR
钛合金铸锭锭冠飞边的熔炼方法中，所述
S20
步骤中，起弧阶段
4KA
至
6KA
电流进行起弧，电压控制在
28V
，稳弧电流为
8A
，保持
5min
，准备进入熔炼阶段
。
[0016]优选地，上述一种减少
VAR
钛合金铸锭锭冠飞边的熔炼方法中，所述
S30
步骤中，熔炼阶段将电流在
5min
内加至
18KA
，电压为
32V
，稳弧电流为
15A
，所述自耗电极的剩余重量为
35Kg
时，准备进入补缩阶段
。
[0017]优选地，上述一种减少
VAR
钛合金铸锭锭冠飞边的熔炼方法中，所述
S40
步骤中，补缩阶段将电流在
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种减少
VAR
钛合金铸锭锭冠飞边的熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10.
将自耗电极装入对应水冷铜坩埚内，并置于真空自耗电弧炉内，将抽真空至
1.0pa
以下，漏率在
0.13pa/min
以下，炉内焊接辅助电极与所述自耗电极；
S20.
起弧阶段
4KA
至
6KA
电流进行起弧，电压为
27V
至
29V
，稳弧电流为
6A
至
9A
，保持
5min
至
7min
，准备进入熔炼阶段；
S30.
熔炼阶段将电流在
5min
内加至
18KA
至
20KA
，电压为
30V
至
34V
，稳弧电流为
15A
至
18A
，所述自耗电极的剩余重量为
32Kg
至
38Kg
时，准备进入补缩阶段；
S40.
补缩阶段将电流在
2min
内降至
9KA
至
10KA
，电压降至
28V
至
30V
，稳弧电流降至
9A
至
10A
，
3min
内将电流降至
7KA
至
8KA
，电压降至
25V
至
26V
，稳弧电流降至
7A
至
8A
，
8min
内将电流降至
5KA
至
6KA
，电压降至
23V
至
25V
，稳弧电流降至
5A
至
6A
，直至熔炼结束
。2.
根据权利要求1所述的一种减少
VAR
钛合金铸锭锭冠飞边的熔炼方法，其特征在于，所述
S10
步骤中，所述炉内焊接辅助电极与所述自耗电极具体包括：采用
4KA
至
6KA
电流进行起弧，电压控制在
27V
至
29V
，稳弧电流为
6A
至
9A
，并控制所述辅助电极与所述自耗电极之间的距离为
10mm
至
15mm
，
4min
至
5min
后，将电流加至
8KA
至
10KA
，电压为
28V
至
30V
，稳弧电流为
15A
至
...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜岩，张亚，李战辉，张小元，
申请(专利权)人：宁夏昇力特新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：