一種提高eb爐生產(chǎn)巨型扁鈦還鑄錠表面質(zhì)量的方法
【專利摘要】一種提高EB爐生產(chǎn)巨型扁鈦還鑄錠表面質(zhì)量的方法，所述方法含有如下步驟：1)、原料采用海綿鈦；2)、將海綿鈦利用真空烘干；3)、將烘干后的海綿鈦裝進阿基米德螺旋筒中；4)、將裝好海綿鈦的阿基米德螺旋筒置于EB爐進料系統(tǒng)中，然后設(shè)定其旋轉(zhuǎn)速度為0.8?2.6r/min,真空度為0.4?0.8Pa,主熔煉爐體真空度0.05?0.8Pa,開啟進料系統(tǒng)將料加進主熔煉室熔煉冷床上，等等。本發(fā)明操作簡單、改善鑄錠表面質(zhì)量有顯著效果；用此方法生產(chǎn)的巨型扁鈦坯鑄錠，可以大大提高成材率；生產(chǎn)過程材料不容易出現(xiàn)氧化，有利于提高材料的綜合性能；節(jié)能環(huán)保、可重復(fù)性強。
【專利說明】一種提高EB爐生產(chǎn)巨型扁鈦坯鑄錠表面質(zhì)量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種提高EB爐生產(chǎn)巨型扁鈦坯鑄錠表面質(zhì)量的方法【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 鈦是50年代以后登上世界工業(yè)舞臺的年輕金屬，是具有獨特性能的新型材料和 重要的生物材料。這種材料具有以往金屬制品無可比擬的優(yōu)點，如：高比強度、低密度、耐腐 蝕、形狀記憶、超彈、高阻尼、低模量、良好的生物相容性等，在目前是最具有應(yīng)用前景的新 型結(jié)構(gòu)金屬材料，特別是在航空航天及石油化工行業(yè)領(lǐng)域方面的應(yīng)用。大力發(fā)展鈦工業(yè)對 鞏固國防和國民經(jīng)濟建設(shè)具有極其重大的戰(zhàn)略意義，世界各國經(jīng)濟發(fā)展表明，先進的鈦工 業(yè)是綜合國力的重要標志。
[0003] 目前國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)鈦制品的較成熟的工藝方法主要有兩種：一種是真空自耗電弧 爐熔煉法，另外一種是粉末冶金法，這兩種方法的共同點是所需的溫度高、生產(chǎn)時間長(十 幾小時到幾十小時)、升溫速度慢(幾度到十幾度每分鐘)。研究表明：采用真空自耗電弧爐 熔煉法生產(chǎn)鈦制品的過程中很容易出現(xiàn)氧化，熔煉過程中容易出現(xiàn)成分偏析、組織不均勻 以及夾雜、孔洞、柱狀晶生長不規(guī)律等鑄造缺陷，而采用粉末冶金法生產(chǎn)鈦制品時，由于制 備過程升降溫速度慢、燒結(jié)過程溫度高和保溫時間長，生產(chǎn)出的制品的容易出現(xiàn)氧化、晶粒 粗大，相對致密度較低，材料中存在大量孔洞等不足。為了提高一次成材率，降低生產(chǎn)成本， 減少或避免由于生產(chǎn)工藝而帶來的缺陷，必須盡可能降低生產(chǎn)過程中所需的溫度，縮短生 產(chǎn)時間，提高升溫速度。
[0004] 冷床熔煉技術(shù)是20世紀80年代迅速發(fā)展起來的一種生產(chǎn)潔凈金屬的先進熔煉 技術(shù)，在減少高低密度夾雜能力遠遠超過3次真空自耗熔煉，在產(chǎn)量方面則遠遠超于粉末 冶金，為此，在大型高精密鍛件的生產(chǎn)中冷床熔煉技術(shù)成為不可替代的一種技術(shù)，特別是航 空航天發(fā)動機鈦合金轉(zhuǎn)動等精密部件的生產(chǎn)中有著傳統(tǒng)制備技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢，為目前 生產(chǎn)潔凈金屬金屬材料的一種有效方法。但采用冷床熔煉技術(shù)在實際生產(chǎn)鈦錠中，由于拉 錠速度與成型電子槍功率的不匹配導(dǎo)致鈦錠表面出現(xiàn)缺陷，一次成材率低，進而增加生產(chǎn) 成本。因此，改善鑄錠表面質(zhì)量對提高成材率，降低生產(chǎn)成本有重要意義。通過對現(xiàn)有技術(shù) 文獻的檢索，關(guān)于改變拉錠速度來改善鑄錠表面質(zhì)量的研究，尚未發(fā)現(xiàn)相關(guān)報導(dǎo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種通過改變拉錠速度來提高EB爐生產(chǎn)巨型扁鈦坯鑄錠 表面質(zhì)量的方法，利用該方法可以較好改善鑄錠表面質(zhì)量，提高一次成材率，降低生產(chǎn)成 本。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種提高EB爐生產(chǎn)巨型扁鈦坯鑄錠表面質(zhì) 量的方法，本發(fā)明特征在于，經(jīng)過下列工藝步驟： (1) 、原料采用海綿鈦； (2) 、將海綿鈦利用真空烘干； (3) 、將烘干后的海綿鈦裝進阿基米德螺旋筒中； (4) 、將裝好海綿鈦的阿基米德螺旋筒置于EB爐進料系統(tǒng)中中，然后設(shè)定其旋轉(zhuǎn)速度 為0. 8?2. 6r/min，真空度為0. 4?0. 8Pa，主熔煉爐體真空度0. 05?0. 8Pa，開啟進料系 統(tǒng)將料加進主熔煉室熔煉冷床上，開啟電子槍將海綿鈦熔化成為鈦液，鈦液流經(jīng)初精煉冷 床，主精煉冷床后，流進拉晶坩堝，經(jīng)拉錠系統(tǒng)將鑄錠拉至拉晶室充氬隨爐冷卻后即可得到 扁鈦述鑄錠。
[0007] 本發(fā)明步驟（1)中海綿鈦的粒度為0· 83?25. 4mm，純度為99. 5%?99. 8%。
[0008] 本發(fā)明真空度為0.6Pa，溫度為60°C。
[0009] 本發(fā)明步驟（4)電子槍的功率為500±100kw，轟擊電壓為40±10kv，熔速為 950±150kg/h,拉錠速度為 11.5±1.5mm/min 本發(fā)明的優(yōu)點在于，通過改變拉錠速度，使得本發(fā)明效果顯著： (1) 、操作簡單、改善鑄錠表面質(zhì)量有顯著效果； (2) 、用此方法生產(chǎn)的巨型扁鈦坯鑄錠，可以大大提高成材率； (3) 、生產(chǎn)過程材料不容易出現(xiàn)氧化，有利于提高材料的綜合性能； (4) 、控制拉錠工藝，可快速、方便實現(xiàn)對鑄錠的表面質(zhì)量進行控制； (5) 、生產(chǎn)所需的周期可控，在生產(chǎn)巨型工件有獨特優(yōu)勢； (6) 、節(jié)能環(huán)保、可重復(fù)性強。

【具體實施方式】
[0010] 本發(fā)明是按照如下詳細技術(shù)方案實現(xiàn)的： 一種提高EB爐生產(chǎn)巨型扁鈦坯鑄錠表面質(zhì)量的方法，本發(fā)明特征在于，經(jīng)過下列工藝 步驟： (1) 、原料采用海綿鈦； (2) 、將海綿鈦利用真空烘干； (3) 、將烘干后的海綿鈦裝進阿基米德螺旋筒中； (4) 、將裝好海綿鈦的阿基米德螺旋筒置于EB爐進料系統(tǒng)中中，然后設(shè)定其旋轉(zhuǎn)速度 為0. 8?2. 6r/min，真空度為0. 4?0. 8Pa，主熔煉爐體真空度0. 05?0. 8Pa，開啟進料系 統(tǒng)將料加進主熔煉室熔煉冷床上，開啟電子槍將海綿鈦熔化成為鈦液，鈦液流經(jīng)初精煉冷 床，主精煉冷床后，流進拉晶坩堝，經(jīng)拉錠系統(tǒng)將鑄錠拉至拉晶室充氬隨爐冷卻后即可得到 扁鈦述鑄錠。
[0011] 本發(fā)明步驟（1)中海綿鈦的粒度為0. 83?25. 4mm，純度為99. 5%?99. 8%。
[0012] 本發(fā)明真空度為0.6Pa，溫度為60°C。
[0013] 本發(fā)明步驟（4)成型電子槍的功率為500±100kw，轟擊電壓為40±10kv，熔速為 950±150kg/h,拉錠速度為 11.5±1.5mm/min。
[0014] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步描述： 實施例1 將純度為99. 5%，粒度為0. 83?25. 4mm的海綿鈦在溫度為60°C，真空度為0. 6Pa條 件下進行烘干，烘干后裝置阿基米德螺旋筒中，再將阿基米德螺旋筒裝置于于EB爐進料系 統(tǒng)中。設(shè)定其旋轉(zhuǎn)速度為〇. 8?I. Or/min，在真空度為0. 4?0. 8Pa ;主熔煉爐體真空度 0. 05?0. 8Pa時，開啟進料系統(tǒng)將阿基米德螺旋筒旋轉(zhuǎn)出的料加進主熔煉室熔煉冷床上， 開啟電子槍將海綿鈦熔化成為鈦液，鈦液流經(jīng)初精煉冷床，主精煉冷床后，流進矩形拉晶 坩堝，通過拉錠系統(tǒng)將鑄錠拉出拉晶坩堝，隨爐冷卻后即可得到扁鈦坯鑄錠。熔速控制為 850kg/h，拉錠速度為llmm/min，成型電子槍功率為600kw，轟擊電壓為50kv。
[0015] 實施例2 將純度為99. 5%，粒度為0. 83?25. 4mm的海綿鈦在溫度為60°C，真空度為0. 6Pa條件 下進行烘干，烘干后裝置阿基米德螺旋筒中，再將阿基米德螺旋筒裝置于于EB爐進料系統(tǒng) 中。設(shè)定其旋轉(zhuǎn)速度為1?I. 5r/min，在真空度為0. 4?0. 8Pa ;主熔煉爐體真空度0. 05? 0. 8Pa時，開啟進料系統(tǒng)將阿基米德螺旋筒旋轉(zhuǎn)出的料加進主熔煉室熔煉冷床上，開啟電子 槍將海綿鈦熔化成為鈦液，鈦液流經(jīng)初精煉冷床，主精煉冷床后，流進矩形拉晶坩堝，通過 拉錠系統(tǒng)將鑄錠拉出拉晶坩堝，隨爐冷卻后即可得到扁鈦坯鑄錠。熔速控制為900kg/h，拉 錠速度為11. 5mm/min，成型電子槍功率為550kw，轟擊電壓為48kv。
[0016] 實施例3 將純度為99. 5%，粒度為0. 83?25. 4mm的海綿鈦在溫度為60°C，真空度為0. 6Pa條 件下進行烘干，烘干后裝置阿基米德螺旋筒中，再將阿基米德螺旋筒裝置于于EB爐進料系 統(tǒng)中。設(shè)定其旋轉(zhuǎn)速度為1. 5?2. Or/min，在真空度為0. 4?0. 8Pa ;主熔煉爐體真空度 0. 05?0. 8Pa時，開啟進料系統(tǒng)將阿基米德螺旋筒旋轉(zhuǎn)出的料加進主熔煉室熔煉冷床上， 開啟電子槍將海綿鈦熔化成為鈦液，鈦液流經(jīng)初精煉冷床，主精煉冷床后，流進矩形拉晶 坩堝，通過拉錠系統(tǒng)將鑄錠拉出拉晶坩堝，隨爐冷卻后即可得到扁鈦坯鑄錠。熔速控制為 950kg/h，拉錠速度為12mm/min，成型電子槍功率為500kw，轟擊電壓為45kv。
[0017] 實施例4 將純度為99. 5%，粒度為0. 83?25. 4mm的海綿鈦在溫度為60°C，真空度為0. 6Pa條 件下進行烘干，烘干后裝置阿基米德螺旋筒中，再將阿基米德螺旋筒裝置于于EB爐進料系 統(tǒng)中。設(shè)定其旋轉(zhuǎn)速度為1. 5?2. 2r/min，在真空度為0. 4?0. 8Pa ;主熔煉爐體真空度 0. 05?0. 8Pa時，開啟進料系統(tǒng)將阿基米德螺旋筒旋轉(zhuǎn)出的料加進主熔煉室熔煉冷床上， 開啟電子槍將海綿鈦熔化成為鈦液，鈦液流經(jīng)初精煉冷床，主精煉冷床后，流進矩形拉晶 坩堝，通過拉錠系統(tǒng)將鑄錠拉出拉晶坩堝，隨爐冷卻后即可得到扁鈦坯鑄錠。熔速控制為 lOOOkg/h，拉錠速度為12. 5mm/min，成型電子槍功率為450kw，轟擊電壓為40kv。
[0018] 實施例5 將純度為99. 5%，粒度為0. 83?25. 4mm的海綿鈦在溫度為60°C，真空度為0. 6Pa條 件下進行烘干，烘干后裝置阿基米德螺旋筒中，再將阿基米德螺旋筒裝置于于EB爐進料系 統(tǒng)中。設(shè)定其旋轉(zhuǎn)速度為1. 8?2. 6r/min，在真空度為0. 4?0. 8Pa ;主熔煉爐體真空度 0. 05?0. 8Pa時，開啟進料系統(tǒng)將阿基米德螺旋筒旋轉(zhuǎn)出的料加進主熔煉室熔煉冷床上， 開啟電子槍將海綿鈦熔化成為鈦液，鈦液流經(jīng)初精煉冷床，主精煉冷床后，流進矩形拉晶 坩堝，通過拉錠系統(tǒng)將鑄錠拉出拉晶坩堝，隨爐冷卻后即可得到扁鈦坯鑄錠。熔速控制為 llOOkg/h，拉錠速度為13mm/min，成型電子槍功率為400kw，轟擊電壓為38kv。
[0019] 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) 方案的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種提高EB爐生產(chǎn)巨型扁鈦述鑄錠表面質(zhì)量的方法，其特征在于：所述方法含有如 下步驟： 1) 、原料采用海綿鈦； 2) 、將海綿鈦利用真空烘干； 3) 、將烘干后的海綿鈦裝進阿基米德螺旋筒中； 4) 、將裝好海綿鈦的阿基米德螺旋筒置于EB爐進料系統(tǒng)中，然后設(shè)定其旋轉(zhuǎn)速度為 0. 8?2. 6r/min，真空度為0. 4?0. 8Pa，主熔煉爐體真空度0. 05?0. 8Pa，開啟進料系統(tǒng) 將料加進主熔煉室熔煉冷床上，開啟電子槍將海綿鈦熔化成為鈦液，鈦液流經(jīng)初精煉冷床， 主精煉冷床后，流進拉晶坩堝，經(jīng)拉錠系統(tǒng)將鑄錠拉至拉晶室充氬隨爐冷卻后即可得到扁 鈦坯鑄錠。
2. 按權(quán)利要求1所述的一種提高EB爐生產(chǎn)巨型扁鈦坯鑄錠表面質(zhì)量的方法，其特征在 于，步驟（1)中海綿鈦的粒度為0. 83?25. 4mm，純度為99. 5%?99. 8%。
3. 按權(quán)利要求1所述的一種提高EB爐生產(chǎn)巨型扁鈦坯鑄錠表面質(zhì)量的方法，其特征在 于，步驟⑵中海綿鈦烘干的條件為：真空度為0. 6±0. IPa，溫度為60±0. 2°C。
4. 按權(quán)利要求1所述的一種提高EB爐生產(chǎn)巨型扁鈦坯鑄錠表面質(zhì)量的方法，其特征 在于，步驟（4)電子槍的功率為500±100kw，轟擊電壓為40±10kv，熔速為950±150kg/h， 拉錠速度為11. 5±1. 5mm/min。
【文檔編號】C22B34/12GK104212982SQ201410430284
【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, 黃曉慧, 卞輝, 蔣泰旭 申請人:云南鈦業(yè)股份有限公司