【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料冶金，具体涉及一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法。
技术介绍
1、ta18合金是一种应用广泛的近α型钛合金，名义成分ti-3al-2.5v，是作为可冷加工的管材应用而研制的钛合金，在室温和高温下其强度比纯钛高出20％～50％，且焊接性能和冷成型性能优于tc4合金。ta18合金可在冷加工并去应力退火状态下使用，最高工作温度达315℃，具有优异的机械性能和化学性能，目前被广泛应用于航空航天、兵器、化工、医疗、电子器件、体育器材等领域。
2、钛合金材料成本价格高是限制其应用推广的重要因素，阻碍了钛合金材料在海洋工程、武器装备及民用领域的大量使用，因此钛合金材料低成本化制备技术是目前行业重要研究开发方向之一。
3、低成本化制备技术可采用添加返回料来实现，目前该领域利用返回料回收重熔技术仅限将a牌号返回料回收熔炼为a牌号锭材，如果用ta18返回料直接回收制备ta18锭材，该方案无技术壁垒，但由于ta18返回料相对于常规钛合金牌号tc4、ta2市场上数量少且价格高，单独使用ta18返回料批量生产原料成本较高，因此如果能使用其他更加廉价且数量很多的牌号废料来制备ta18锭材，那么该牌号的制备成本将会再次大幅度的降低，有利于推广至更多领域大量使用。但如何从市场数量巨大且廉价的废料中选择合适种类的牌号，并采用哪些工艺制备ta18锭材，在该领域但尚未有先例。
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
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
3、步骤一、对tc4、ta2牌号的产品生产过程中产生的板边、棒头等块状残废料进行严格分类收集、存放，然后分别进行碱洗及酸洗处理，得到处理合格的tc4残废料、ta2残废料；
4、步骤二、对步骤一中得到的处理合格的tc4残废料、ta2残废料进行外观检验，然后对外观检验合格的tc4残废料、ta2残废料进行ti、al、v元素检测，挑出不符合tc4、ta2牌号成分的ta2残废料、tc4残废料，得到tc4残废料、ta2残废料原料；所述外观检验合格的标准为：tc4残废料、ta2残废料表面呈现银白色，表面不允许有油污及氧化皮存在；所述tc4残废料中ti、al、v元素检测的合格标准为：ti的质量含量为85％以上，al的质量含量为6％以上，v的质量含量为4％以上；所述ta2残废料中ti元素检测的合格标准为：ti的质量含量为99％以上，其他杂质元素包含非金属、金属元素的单一含量均小于0.1％；
5、步骤三、根据目标产物ta18圆锭的名义成分ti-3.0al-2.5v-0.115o确定各元素区间范围，然后选择步骤三中得到的tc4残废料、ta2残废料原料、0级海绵钛、铝钒合金、铝豆及tio2为原料并计算各原料添加量；
6、步骤四、将步骤三中选择的原料中的0级海绵钛、铝钒合金、铝豆及tio2进行混料并压制电极块；
7、步骤五、采用夹层工艺，将多块步骤四中压制的电极块拼接后焊接作为电极中心，沿着电极轴向在电极中心外侧均匀包裹步骤三中选择的原料中的tc4残废料、ta2残废料原料，并使用退火态ta1扎带进行捆扎焊接，得到自耗电极；所述自耗电极的直径φ≤460mm，长度l＝4190mm±20mm；
8、步骤六、将多支步骤五中得到的自耗电极进行三次var熔炼，得到ta18圆锭，并对ta18圆锭进行上、中、下三点取氢氧块及屑样进行化学成分检测。
9、上述的一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法，其特征在于，步骤一中碱洗及酸洗处理采用的碱液为naoh和nano3的混合溶液，酸液为hno3和hf的混合溶液。本专利技术通过采用碱液和酸液进行碱洗及酸洗处理，去除块状残废料表面的氧化层、油污等影响回收锭成分的杂质和异物。
10、上述的一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法，其特征在于，步骤二中使用手持式光谱仪对外观检验合格的tc4残废料、ta2残废料进行ti、al、v元素检测，所述不符合tc4、ta2牌号成分的ta2残废料、tc4残废料包括机械加工过程中不可避免混入fe、zr等其他种类金属。本专利技术通过元素检测以甄选挑出不同牌号的金属异物，以防止其他牌号钛合金和金属混入残废料原料中，进而影响ta18圆锭的成分。
11、上述的一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法，其特征在于，步骤三中所述各元素区间范围为：al的质量含量为2.0％～3.5％，v的质量含量为1.5％～3.0％，o的质量含量小于0.15％。
12、上述的一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法，其特征在于，步骤四中所述电极块的规格长度×宽度×高度为380mm×380mm×127mm或380mm×380mm×118mm。
13、上述的一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法，其特征在于，步骤五中所述自耗电极的制备过程为：先将tc4残废料、ta2残废料原料沿着电极轴向均匀铺设高度h1＝130mm～150mm，形成电极下层，然后将多块电极块拼接后焊接置于电极下层上作为电极中心，再继续将tc4残废料、ta2残废料原料沿着电极轴向均匀铺设高度h2＝130mm～150mm，形成电极上层，得到电极，且保证从电极端面角度看多块电极块拼接后焊接形成的电极中心处于电极的正心部，使用退火态ta1扎带对电极外部进行捆扎，并采用炉外等离子焊机进行焊接，焊点选取板条与扎带贴合部位，避免在棱角部位焊接，焊接完成后将焊点中表面发蓝、发灰等严重氧化部位打磨至露出金属本色，得到直径φ＝430mm～450mm、长度l＝4190mm±20mm的自耗电极。本专利技术采用tc4、ta2两种不同牌号的残废料原料与中间合金压制的电极块混合布料制备自耗电极，通过采用残废料原料包电极块的“夹心”布料及焊接工艺，使得不同牌号的残废料原料铺设摆放在合适位置，避免某种元素在铸锭中局部团聚或者富集、导致铸锭成分偏析；同时，该布料及焊接工艺还可根据不同目标产物的组成需求，对残废料原料中的成分进行任意调整，大大扩大了本专利技术制备方法的适用范围。
14、上述的一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法，其特征在于，步骤六中所述三次var熔炼过程中获得的一次锭直径为560mm，二次锭直径为640mm，三次锭即ta18圆锭直径为720mm。
15、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
16、1、本专利技术大量采用价廉易得的tc4本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用TC4、TA2残废料制备TA18圆锭的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用TC4、TA2残废料制备TA18圆锭的方法，其特征在于，步骤一中碱洗及酸洗处理采用的碱液为NaOH和NaNO3的混合溶液，酸液为HNO3和HF的混合溶液。
3.根据权利要求1所述的一种利用TC4、TA2残废料制备TA18圆锭的方法，其特征在于，步骤二中使用手持式光谱仪对外观检验合格的TC4残废料、TA2残废料进行Ti、Al、V元素检测，所述不符合TC4、TA2牌号成分的TA2残废料、TC4残废料包括机械加工过程中不可避免混入Fe、Zr等其他种类金属。
4.根据权利要求1所述的一种利用TC4、TA2残废料制备TA18圆锭的方法，其特征在于，步骤三中所述各元素区间范围为：Al的质量含量为2.0％～3.5％，V的质量含量为1.5％～3.0％，O的质量含量小于0.15％。
5.根据权利要求1所述的一种利用TC4、TA2残废料制备TA18圆锭的方法，其特征在于，步骤四中所述电极块的规格长度×宽度×高度为380mm×380m
6.根据权利要求1所述的一种利用TC4、TA2残废料制备TA18圆锭的方法，其特征在于，步骤五中所述自耗电极的制备过程为：先将TC4残废料、TA2残废料原料沿着电极轴向均匀铺设高度h1＝130mm～150mm，形成电极下层，然后将多块电极块拼接后焊接置于电极下层上作为电极中心，再继续将TC4残废料、TA2残废料原料沿着电极轴向均匀铺设高度h2＝130mm～150mm，形成电极上层，得到电极，且保证从电极端面角度看多块电极块拼接后焊接形成的电极中心处于电极的正心部，使用退火态TA1扎带对电极外部进行捆扎，并采用炉外等离子焊机进行焊接，焊点选取板条与扎带贴合部位，避免在棱角部位焊接，焊接完成后将焊点中表面发蓝、发灰等严重氧化部位打磨至露出金属本色，得到直径φ＝430mm～450mm、长度L＝4190mm±20mm的自耗电极。
7.根据权利要求1所述的一种利用TC4、TA2残废料制备TA18圆锭的方法，其特征在于，步骤六中所述三次VAR熔炼过程中获得的一次锭直径为560mm，二次锭直径为640mm，三次锭即TA18圆锭直径为720mm。
...【技术特征摘要】
1.一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法，其特征在于，步骤一中碱洗及酸洗处理采用的碱液为naoh和nano3的混合溶液，酸液为hno3和hf的混合溶液。
3.根据权利要求1所述的一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法，其特征在于，步骤二中使用手持式光谱仪对外观检验合格的tc4残废料、ta2残废料进行ti、al、v元素检测，所述不符合tc4、ta2牌号成分的ta2残废料、tc4残废料包括机械加工过程中不可避免混入fe、zr等其他种类金属。
4.根据权利要求1所述的一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法，其特征在于，步骤三中所述各元素区间范围为：al的质量含量为2.0％～3.5％，v的质量含量为1.5％～3.0％，o的质量含量小于0.15％。
5.根据权利要求1所述的一种利用tc4、ta2残废料制备ta18圆锭的方法，其特征在于，步骤四中所述电极块的规格长度×宽度×高度为380mm×380mm×127mm...
【专利技术属性】
技术研发人员：弋可，闫昭，华倩，李维，张智，刘华，王超南，张开发，李佳佳，杨斌，贠鹏飞，
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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