一種電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)wio熱連軋方坯的方法
【專利摘要】一種電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)TA10熱連軋方坯的方法，生產(chǎn)過程中包括如下步驟：步驟一、將粒度為6mm?10mm的海綿鈦和粒度為6mm?8mm的鉬顆粒進(jìn)行混合，混合均勻后，壓制成電極塊，然后采用爐內(nèi)焊將電極塊焊接成電極，再用真空自耗電弧爐一次熔煉得Ti-Mo中間合金；所述Ti-Mo中間合金中的Mo的含量為15?25%;步驟二、將步驟一制備的Ti-Mo中間合金錠破碎成粒度<3mn的Ti-Mo中間合金顆粒；等等。本發(fā)明電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)TA10熱連軋方坯的工藝簡單、操作方便、在提高鑄錠品質(zhì)同時，也使生產(chǎn)流程大為縮短，提高成材率，大大降低生產(chǎn)成本，使產(chǎn)品獲得良好的市場競爭能力。
【專利說明】一種電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)TA10熱連軋方坯的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及了一種電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)TAlO熱連軋方坯的方法，屬于鈦合金 生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 鈦具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、力學(xué)性能和工藝性能而被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)中，特 別是在化工行業(yè)的生產(chǎn)中。用鈦代替不銹鋼、銅鎳合金和其它稀有金屬，不但提高產(chǎn)品的質(zhì) 量，延長設(shè)備的使用壽命，減少消耗，降低成本，改善勞動條件和提高勞動生產(chǎn)率等方面均 有十分重要的意義。
[0003] 研究表明：Ti-Pb合金為目前最好的一種耐蝕鈦合金，已被廣泛應(yīng)用在冶金、航 空、石油精煉、石油化工等工業(yè)部門，并取得了顯著效果。但是Ti-Pd合金中含有稀貴金屬 鈀，不僅來源有困難，而且成本也高，因此研究一種新型耐蝕合金以取代Ti-Pd合金一直是 鈦冶金工作者關(guān)注的目標(biāo)?？蒲腥藛T在開發(fā)溫度高達(dá)200°C海水脫鹽裝置的結(jié)構(gòu)材料研制 出了 Ti_2Ni合金。其耐蝕性能良好，不會出現(xiàn)點(diǎn)蝕及縫蝕。但由于其加工性能差，冷軋帶 卷邊裂等原因而未能投入工業(yè)生產(chǎn)。直到1974年10月美國鈦金屬公司Timet分部公布了 試驗性合金Ti-0. 3M〇-0. 8Ni (TA10)，由于這個合金不含稀貴元素，加工性能好，并且在還原 性介質(zhì)和高溫氯化物中的耐蝕性能比純鈦有了明顯的提高，可以部分取代Ti-Pd合金，因 此立即引起了人們的極大關(guān)注，并很快獲得了工業(yè)應(yīng)用。TAlO合金被認(rèn)為是自Ti-Pd合金 以來的最優(yōu)良的新型耐蝕合金，在一些純鈦可能出現(xiàn)縫隙腐蝕的環(huán)境中，TAlO合金將取代 純鈦獲得極為廣泛的應(yīng)用。
[0004] 目前我國制備TAlO合金基材主要是用真空自耗電弧爐熔煉，然后通過鍛壓及熱 處理后來獲得的。在制備電極過程中會出現(xiàn)材料氧化現(xiàn)象，熔煉過程中出現(xiàn)成分偏析、組 織不均勻、夾雜以及孔洞等許多鑄造缺陷，容易導(dǎo)致在后續(xù)處理過程中出現(xiàn)了材料開裂、氧 化、存在微裂紋、耐腐蝕性能不好等不足。由于電子束冷床爐具有熔煉、精煉區(qū)域及澆鑄區(qū) 域，并通過精煉區(qū)域?qū)⑷蹮拝^(qū)域與澆鑄區(qū)域分開。為此，采用電子束冷床爐進(jìn)行熔煉可較好 解決真空自耗電弧爐熔煉的不足，同時采用電子束冷床爐熔煉能直接澆鑄出熱連軋機(jī)用的 TAlO方坯，大大提升了 TAlO板、帶的生產(chǎn)效率。
[0005] 通過對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索，關(guān)于一種電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)TAlO熱連軋方坯 的研究，尚未發(fā)現(xiàn)相關(guān)報導(dǎo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述出現(xiàn)的不足，提供一種電子束冷床爐熔 煉生產(chǎn)TAlO熱連軋方坯的方法，其生產(chǎn)鑄錠規(guī)格大、重量高、質(zhì)量好、速度快，工序流程短、 操作方便、有效地解決傳統(tǒng)方法生產(chǎn)TAlO軋制方坯出現(xiàn)的問題及不足。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 步驟一、將粒度為6mnTl0mm的海綿鈦和粒度為6mnT8mm的鑰顆粒進(jìn)行混合，混合均勻 后，壓制成電極塊，然后采用爐內(nèi)焊將電極塊焊接成電極，再用真空自耗電弧爐一次熔煉得 Ti-Mo中間合金；所述Ti-Mo中間合金中的Mo的含量為15~25%; 步驟二、將步驟一制備的Ti-Mo中間合金錠破碎成粒度< 3mm的Ti-Mo中間合金顆粒； 步驟三、將海綿鈦、Ti-Mo中間合金顆粒、鎳屑混全均勻后壓制成小塊，再將小塊裝進(jìn)電 子束冷床爐的進(jìn)料器(阿基米德螺旋筒)，并對其抽真空，當(dāng)真空< 0. IPa時，開啟電子槍進(jìn) 行熔煉，選擇方形結(jié)晶器進(jìn)行澆鑄，澆鑄完成后對鑄錠進(jìn)行補(bǔ)縮，補(bǔ)縮結(jié)束后，對鑄錠進(jìn)行 沖氬冷卻，冷卻完成后，對鑄錠進(jìn)行扒皮、去頭工序后即可獲得可供軋制的TAlO方坯。
[0008] 本發(fā)明步驟一所述中海綿鈦的純度彡99. 8%，鑰的純度彡99. 5%。
[0009] 本發(fā)明步驟一所述中真空自耗電弧爐的熔煉真空< 5Pa，熔煉電流為 120(Tl500A，熔煉電壓為30?32V。
[0010] 本發(fā)明步驟三所述中的壓塊的壓縮率彡70%，鎳屑的粒度彡2mm。
[0011] 本發(fā)明步驟三所述中電子速熔煉速度為80(Tl200kg/h，熔煉功率1000kW?1200kW， 成型功率為32(T380kW，結(jié)晶器的尺寸為1250mmX210mm。
[0012] 本發(fā)明步驟三所述中冷卻時間為240mirT360min。
[0013] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、 鑄錠質(zhì)量高； 2、 熔煉過程簡單、操作方便； 3、 能大大縮短TAlO板、帶生產(chǎn)工序流程； 4、 成材率大為提高，能獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
[0014] 綜上所述，本發(fā)明電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)TAlO熱連軋方坯的工藝簡單、操作方 便、在提高鑄錠品質(zhì)同時,也使生產(chǎn)流程大為縮短,提高成材率,大大降低生產(chǎn)成本,使產(chǎn)品 獲得良好的市場競爭能力。
[0015] 下面通過實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的描述。

【具體實施方式】
[0016] 實施例1 步驟一、將粒度為8_的零級海綿鈦和粒度為6_的鑰顆粒進(jìn)行混合，混合均勻后，采 用600T壓力機(jī)施加軸向15MPa壓力壓制成尺寸為105mmX350mm的電極塊，然后采用爐內(nèi) 焊將電極塊兩兩焊接成尺寸為105mmX 1400mm電極，再將所述的電極置于真空自耗電弧爐 中，在熔煉真空度小于5Pa時，開始進(jìn)行熔煉，熔煉電流為1400A，熔煉電壓為30V的條件下 一次熔煉得Ti-Mo中間合金；所述Ti-Mo中間合金中的Mo的含量為20%; 步驟二、將步驟一制備的Ti-Mo中間合金錠破碎成粒度< 3mm的Ti-Mo中間合金顆粒； 步驟三、將粒度為8mm的零級海綿鈦、粒度為3mmTi-Mo中間合金顆粒及粒度小于2mm 鎳屑混全均勻后，采用600T壓力機(jī)施加軸向21MPa的壓力壓制成尺寸為Φ IOOmmX 60mm的 塊料，再將塊料裝進(jìn)電子束冷床爐的進(jìn)料器(阿基米德螺旋筒)，并對其抽真空，當(dāng)真空度為 0. IPa時，開啟電子槍進(jìn)行熔煉，熔煉功率為IOOOkW,成型功率為350kW，熔煉速度為850kg/ h。選擇尺寸為1250_X 210mm方形結(jié)晶器進(jìn)行澆鑄，澆鑄完成后對鑄錠進(jìn)行補(bǔ)縮，補(bǔ)縮結(jié) 束后，對鑄錠進(jìn)行沖氬冷卻，冷卻時間為240min，冷卻完成后，對鑄錠進(jìn)行扒皮、去頭工序后 即可獲得可供軋制的TAlO方坯。
[0017] 本實施例采用Ti-M0中間合金代替常規(guī)鑰原料，降低了 Mo元素的揮發(fā)量，提高了 原料的利用率，同時也降低了熔煉冷床及精煉冷床對Mo元素的捕捉量。
[0018] 采用電子束冷床爐一次熔煉澆鑄成軋制方坯，可降低后續(xù)TAlO卷、板的加工成本 及提商其生廣效率。
[0019] 實施例2 步驟一、將粒度為8_的零級海綿鈦和粒度為6_的鑰顆粒進(jìn)行混合，混合均勻后，采 用600T壓力機(jī)施加軸向15MPa壓力壓制成尺寸為105mmX350mm的電極塊，然后采用爐內(nèi) 焊將電極塊兩兩焊接成尺寸為105mmX 1400mm電極，再將所述的電極置于真空自耗電弧爐 中，在熔煉真空度小于5Pa時，開始進(jìn)行熔煉，熔煉電流為1500A，熔煉電壓為32V的條件下 一次熔煉得Ti-Mo中間合金；所述Ti-Mo中間合金中的Mo的含量為30%; 步驟二、將步驟一制備的Ti-Mo中間合金錠破碎成粒度< 3mm的Ti-Mo中間合金顆粒； 步驟三、將粒度為8mm的零級海綿鈦、粒度為3mmTi-Mo中間合金顆粒及粒度小于2mm 鎳屑混全均勻后，采用600T壓力機(jī)施加軸向21MPa的壓力壓制成尺寸為Φ100πιπιΧ60πιπι 的塊料，再將塊料裝進(jìn)電子束冷床爐的進(jìn)料器(阿基米德螺旋筒)，并對其抽真空，當(dāng)真空 度為0. IPa時，開啟電子槍進(jìn)行熔煉，熔煉功率為1200kW，成型功率為320kW，熔煉速度為 1000kg/h。選擇尺寸為1250mmX210mm方形結(jié)晶器進(jìn)行澆鑄，澆鑄完成后對鑄錠進(jìn)行補(bǔ)縮， 補(bǔ)縮結(jié)束后，對鑄錠進(jìn)行沖氬冷卻，冷卻時間為360min，冷卻完成后，對鑄錠進(jìn)行扒皮、去頭 工序后即可獲得可供軋制的TAlO方坯。
[0020] 本實施例采用Ti-M0中間合金代替常規(guī)鑰原料，降低了 Mo元素的揮發(fā)量，提高了 原料的利用率，同時也降低了熔煉冷床及精煉冷床對Mo元素的捕捉量。采用電子束冷床爐 一次熔煉澆鑄成軋制方坯，可降低后續(xù)TAlO卷、板的加工成本及提高其生產(chǎn)效率。
[0021] 以上所述，僅是本發(fā)明較佳的實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術(shù)實質(zhì)對以上實施例進(jìn)行簡單的修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)的變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù) 方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)TAlO熱連軋方坯的方法，其特征在于，生產(chǎn)過程中包括 如下步驟： 步驟一、將粒度為6mnTl0mm的海綿鈦和粒度為6mnT8mm的鑰顆粒進(jìn)行混合，混合均勻 后，壓制成電極塊，然后采用爐內(nèi)焊將電極塊焊接成電極，再用真空自耗電弧爐一次熔煉得 Ti-Mo中間合金；所述Ti-Mo中間合金中的Mo的含量為15~25% ; 步驟二、將步驟一制備的Ti-Mo中間合金錠破碎成粒度< 3mm的Ti-Mo中間合金顆粒； 步驟三、將海綿鈦、Ti-Mo中間合金顆粒、鎳屑混全均勻后壓制成小塊，再將小塊裝進(jìn)電 子束冷床爐的進(jìn)料器及阿基米德螺旋筒，并對其抽真空，當(dāng)真空< 0. IPa時，開啟電子槍進(jìn) 行熔煉，選擇方形結(jié)晶器進(jìn)行澆鑄，澆鑄完成后對鑄錠進(jìn)行補(bǔ)縮，補(bǔ)縮結(jié)束后，對鑄錠進(jìn)行 沖氬冷卻，冷卻完成后，對鑄錠進(jìn)行扒皮、去頭工序后即可獲得可供軋制的TAlO方坯。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)TAlO熱連軋方坯的方法，其特征 在于，步驟一所述中海綿鈦的純度彡99. 8%，鑰的純度彡99. 5%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)TAlO熱連軋方坯的方法，其特征 在于，步驟一所述中真空自耗電弧爐的熔煉真空< 5Pa，熔煉電流為120(Γ1500Α，熔煉電壓 為30?32V。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)TAlO熱連軋方坯的方法，其特征 在于，步驟三所述中的壓塊的壓縮率彡70%，鎳屑的粒度彡2mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)TAlO熱連軋方坯的方法，其特征 在于，步驟三所述中電子速熔煉速度為80(Tl200kg/h，熔煉功率10001dri200kW，成型功率 為320?380kW，結(jié)晶器的尺寸為1250mmX210mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子束冷床爐熔煉生產(chǎn)TAlO熱連軋方坯的方法，其特征 在于，步驟三所述中冷卻時間為240mirT360min。
【文檔編號】C22C14/00GK104212989SQ201410430186
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】黃海廣, 曹占元, 李志敏, 史亞鳴, 保貴華, 丁輝, 劉路 申請人:云南鈦業(yè)股份有限公司