【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料加工，具体涉及一种tc11钛合金用timo35中间合金的制备方法。
技术介绍
1、目前，钛合金工业化生产普遍采用铝钼合金作为mo的添加原料，如tc11钛合金含3.5wt.％的mo元素，采用海绵钛及almo65中间合金等作为原料，经var法(真空自耗电弧炉熔炼)熔炼铸锭。目前，采用almo65中间合金的主要缺点如下：(1)目前市场上的专业中间合金生产厂家提供的almo65中间合金采用铝热还原法一次感应熔炼制备，成分不易均匀化；(2)单炉批产品重量小，不能满足钛合金铸锭生产的配料要求，故需多炉产品组为一批进行使用，因此单批产品质量存在一定差异；(3)铝热还原法生产中间合金时，坩埚材料为石墨或al2o3，产品存在被污染的风险，进而为钛合金铸锭带来质量风险；(4)批量工业化生产时，采用自动称重混布料系统及压机制备电极，粉末状的almo65中间合金易富集于模腔底部，混料不均匀且粉末状的almo65合金易于损失，不利于铸锭成分的控制。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种tc11钛合金用timo35中间合金的制备方法。该方法采用常规的var熔炼工艺，通过对布料、压料及电极组焊方式进行控制，同时提出相应的熔炼参数，并对中间合金屑料的尺寸进行控制，制备得到成分均匀、洁净无污染的屑状timo35中间合金，适用于tc11钛合金铸锭生产，解决了ti-35mo合金中因mo含量极高而电极难以压制、组焊电极强度难以保证、铸锭成分不易均匀的技术
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种tc11钛合金用timo35中间合金的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
3、步骤一、根据目标产物timo35中间合金的成分选择海绵钛与钼粉进行配料，然后采用自动称重混布料系统进行称量、混料，并布料于模腔中，再压制电极；
4、步骤二、采用真空等离子焊箱对步骤一中压制的电极进行组焊，得到自耗电极；
5、步骤三、将步骤二中得到的自耗电极放置于真空自耗电弧炉中进行三次熔炼，得到timo35中间合金铸锭；
6、步骤四、将步骤三中得到的timo35中间合金铸锭进行车削加工，得到屑料；
7、步骤五、将步骤四中得到的屑料采用破碎机破碎，然后加入金属清洗剂进行超声波清洗，用水冲洗后进行烘干、磁选及人工分选，得到表面无污染，无高、低密度夹杂的tc11钛合金用timo35中间合金。
8、本专利技术的步骤五中采用超声波清洗，有效去除屑料机加时屑料表面附着的冷却液，然后冲洗烘干，以将清洗时残留的水分完全蒸发，保证屑料干燥，最后通过磁选机人工分选，进一步去除屑料中可能混入的刀头、氧化料及其它外来物，保证获得表面无污染，无高、低密度夹杂的tc11钛合金用timo35中间合金。
9、上述的一种tc11钛合金用timo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤一中所述海绵钛满足gb/t 2524-2010《海绵钛》中0级海绵钛要求，粒度为3.0mm～12.7mm，松装密度不大于1.4g/cm3，所述钼粉的粒度不大于3.0μm，牌号为fmo-1。本专利技术采用疏松度优良、粒度适宜的0级小粒度海绵钛及规格细小的粉末状mo粉，使得mo粉易于吸附于海绵钛的孔隙中，有利于混料均匀，进而易于压制电极。此外，本专利技术采用自动称重混布料系统称量原料并进行布料、混料，通过控制海绵钛与钼粉的粒度规格，使得原料“出料”顺利，不堵塞，保证压料过程顺利进行，同时有利于混料的均匀性。
10、上述的一种tc11钛合金用timo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤一中所述布料时采取分层布料方式：最底层为海绵钛，中间层为海绵钛与钼粉混合物，最顶层为海绵钛；所述压制电极采用的单位面积压力为3.0t/cm2～3.6t/cm2，电极密度为4.2g/cm3～4.4g/cm3。本专利技术通过分层布料的方式，采用自动称重系统对配好的原料进行三次称量：第一秤为海绵钛，先在压机模腔底部放入部分海绵钛进行打底，第二秤为海绵钛与钼粉的混合物，将海绵钛与钼粉的混合物倒入模腔，通常二者质量比应大于1:1，第三秤也为海绵钛，在模腔最上部再放入部分海绵钛，从而使得mo粉被海绵钛包裹，防止mo粉漏出，结合控制压制压力，保证电极的强度，使其不掉块，不出现裂纹及分层，避免因压力不够导致电极严重分层(如图1所示)、无法继续使用的现象，最终本专利技术制备的电极表面质量良好(如图2所示)，密度、强度满足后续使用要求。
11、上述的一种tc11钛合金用timo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤二中所述组焊的过程中，对电极拼接形成的所有横向缝隙和纵向缝隙均进行焊接，且横向焊缝宽度为60mm～80mm，纵向焊缝宽度为30mm～40mm。不同于常规的电极组焊方式，本专利技术的电极组焊时，通过增加横向焊缝，提高了电极焊接强度，有效防止一次熔炼过程中，在焊缝周围出现“掉块”甚至制备的自耗电极发生断裂、其强度无法后续工艺要求而继续使用的现象(如图3所示)，最终本专利技术制备的自耗电极结构完整，焊缝整齐，且强度满足后续熔炼工序要求(如图4所示)。
12、上述的一种tc11钛合金用timo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤三中所述三次熔炼的过程为：一次熔炼时，结晶器直径为φ500mm，熔炼电流为9.0ka～15.0ka，熔炼电压为32v～38v，真空度为2pa～10pa，稳弧电流为10.0a～20.0a，稳弧搅拌换向频率为10s/次～20s/次；二次熔炼时，结晶器直径为φ560mm，控制熔炼电流为19.0ka～29.0ka，熔炼电压为32v～36v，真空度为1pa～8pa，稳弧电流为15.0a～25.0a，稳弧搅拌换向频率为10s/次～20s/次；三次熔炼时，结晶器直径为φ640mm，控制熔炼电流为20.0ka～26.0ka，熔炼电压为31v～34v，真空度为0.5pa～5.0pa，稳弧电流为15.0a～25.0a，稳弧搅拌换向频率为5s/次～15s/次。
13、本专利技术通过控制不同熔次熔炼过程的电流、电压、稳弧参数、真空度等参数来保证制备出合格的中间合金铸锭，其中通过控制电流保证了合适的熔炼速度及熔池深度，具体地，在一次熔炼时控制较低的熔炼电流，保证自耗电极一次熔炼过程不掉块、不断裂，达到初步合金化及去除杂质的目的；二次熔炼时通过较高的熔炼电流，保证熔池具有足够的深度及过热度，并通过稳弧电流产生的磁场对液态熔池进行适宜的搅拌，以促进高熔点元素mo充分熔化并扩散均匀；三次熔炼即成品熔炼时采用适中的熔炼电流，并控制电压和稳弧电流，使熔池深度适中，防止高mo含量情况下mo元素发生偏析现象，促进元素进一步扩散均匀，并消除铸锭内部可能存在的夹杂、气孔等缺陷，从而提高了timo35中间合金铸锭的成分均匀性。同时，通过电压控制弧距，使电弧稳定，并防止出现边弧影响熔炼安全，并保证了熔炼过程的稳定；通过控制稳弧参数给予熔池适宜的搅拌，促进熔炼过程元素的均匀化，并细化晶粒，稳定电弧；通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种TC11钛合金用TiMo35中间合金的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种TC11钛合金用TiMo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤一中所述海绵钛满足GB/T 2524-2010《海绵钛》中0级海绵钛要求，粒度为3.0mm～12.7mm，松装密度不大于1.4g/cm3，所述钼粉的粒度不大于3.0μm，牌号为FMo-1。
3.根据权利要求1所述的一种TC11钛合金用TiMo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤一中所述布料时采取分层布料方式：最底层为海绵钛，中间层为海绵钛与钼粉混合物，最顶层为海绵钛；所述压制电极采用的单位面积压力为3.0T/cm2～3.6T/cm2，电极密度为4.2g/cm3～4.4g/cm3。
4.根据权利要求1所述的一种TC11钛合金用TiMo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤二中所述组焊的过程中，对电极拼接形成的所有横向缝隙和纵向缝隙均进行焊接，且横向焊缝宽度为60mm～80mm，纵向焊缝宽度为30mm～40mm。
5.根据权利要求1所述的一种TC11钛
6.根据权利要求1所述的一种TC11钛合金用TiMo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤四中采用车床进行车削加工，所述屑料的厚度不大于0.5mm，宽度不大于15mm。
7.根据权利要求1所述的一种TC11钛合金用TiMo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤五中所述屑料破碎后的长度为5mm～15mm，超声波清洗的时间为30min～40min。
8.根据权利要求1所述的一种TC11钛合金用TiMo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤五中所述TC11钛合金用TiMo35中间合金的化学成分符合：Mo的质量含量为32％～36％，Fe的质量含量不超过0.10％，C的质量含量不超过0.08％，N的质量含量不超过0.05％，O的质量含量不超过0.25％，H的含量不超过0.015％，其余为Ti。
...【技术特征摘要】
1.一种tc11钛合金用timo35中间合金的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种tc11钛合金用timo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤一中所述海绵钛满足gb/t 2524-2010《海绵钛》中0级海绵钛要求，粒度为3.0mm～12.7mm，松装密度不大于1.4g/cm3，所述钼粉的粒度不大于3.0μm，牌号为fmo-1。
3.根据权利要求1所述的一种tc11钛合金用timo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤一中所述布料时采取分层布料方式：最底层为海绵钛，中间层为海绵钛与钼粉混合物，最顶层为海绵钛；所述压制电极采用的单位面积压力为3.0t/cm2～3.6t/cm2，电极密度为4.2g/cm3～4.4g/cm3。
4.根据权利要求1所述的一种tc11钛合金用timo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤二中所述组焊的过程中，对电极拼接形成的所有横向缝隙和纵向缝隙均进行焊接，且横向焊缝宽度为60mm～80mm，纵向焊缝宽度为30mm～40mm。
5.根据权利要求1所述的一种tc11钛合金用timo35中间合金的制备方法，其特征在于，步骤三中所述三次熔炼的过程为：一次熔炼时，结晶器直径为φ500mm，熔炼电流为9.0ka～15.0ka，熔炼电压为32v～38v，真空度为2pa～10pa，稳弧电流为10....
【专利技术属性】
技术研发人员：刘华，李彤，华倩，王超男，曹江海，康聪，
申请(专利权)人：西部钛业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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