專利名稱：一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鈦合金制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法。
背景技術(shù)：
W、Ta、Mo、Nb等高熔點元素是鈦合金的同晶型β穩(wěn)定元素，可以與鈦無限固溶。含大量該類β穩(wěn)定元素的鈦合金在耐蝕、阻燃、吸氣等方面有特殊效果，如Ti-32Mo、Ti-47Nb、Ti-75Ta合金等，其用量呈快速增加的趨勢。該類合金目前普遍存在鑄錠冶金質(zhì)量問題。由于W、Ta、Mo、Nb等元素的熔點比Ti要高很多，且密度大，因而采用常規(guī)的真空自耗電弧熔煉制備鑄錠時容易發(fā)生高密度夾雜及微區(qū)不均勻現(xiàn)象。電子束冷床爐及等離子 冷床爐熔煉雖可以解決該類合金的高密度夾雜問題，但也需要使用真空自耗電弧熔煉預合金化，其成本顯著增高，而且高熔點元素也容易沉積在冷殼中，造成鑄錠中合金元素含量的下降。另外，使用金屬粉末作為原料與海綿鈦混合后進行真空自耗電弧熔煉，仍然是目前該類合金鑄錠的主要制備方法。但大量粉末加入海綿鈦中時，使電極強度顯著下降，而熔煉電流又高于常規(guī)鈦合金，容易造成電極掉塊，直接影響鑄錠質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其方法步驟簡單、設計合理、投入成本較低且使用操作簡便、使用效果好，所制備的鈦合金鑄錠成分均勻，無高密度夾雜。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、原料稱量按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量；所述原料包括粒徑為4mm以下的細顆粒海綿鈦、包裹于需制作電極塊外側(cè)的鈦殼和粒度為80目以下的高熔點金屬粉末，所述高熔點合金元素的熔點高于2000°C ；步驟二、混料對步驟一中稱量好的細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末進行均勻混合，并獲得混合物；步驟三、自耗電極制作將步驟二中混合均勻的均勻混合物壓制成電極塊，且所述電極塊的外側(cè)包覆有一層鈦殼，所述鈦殼的厚度為O. 5mm 3_ ;之后，再將所述電極塊焊接形成自耗電極；步驟四、熔煉采用真空自耗電弧爐對步驟三中所制作的自耗電極進行熔煉，并獲得含高熔點元素鈦合金鑄錠。上述一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征是步驟一中所述高熔點合金元素為W、Ta、Mo和Nb中的一種或幾種。上述一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征是步驟一中所述的原料還包括其它合金元素，且所述其它合金元素以中間合金顆粒、純金屬粉末或海綿狀金屬顆粒的形式配入；相應地，步驟二進行混料時，需將所配入的其它合金元素與步驟一中稱量好的細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末進行均勻混合，且所述混合物中包括細顆粒海綿鈦、高熔點金屬粉末和配入的其它合金兀素。上述一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征是步驟四中對所述自耗電極進行熔煉時，熔煉次數(shù)為三次；且步驟四中對所述自耗電極進行熔煉時，其熔煉過程如下步驟401、初次熔煉采用所述真空自耗電弧爐，對步驟三中所制作的自耗電極進行熔煉，獲得初次熔煉鈦合金鑄錠；步驟402、二次熔煉采用所述真空自耗電弧爐，對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉，獲得二次熔煉鈦合金鑄錠； 步驟403、成品熔煉采用所述真空自耗電弧爐，對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉，獲得含高熔點元素鈦合金鑄錠。上述一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征是步驟401和步驟403中所述的真空自耗電弧爐均為真空自耗電極電弧熔煉爐；步驟402中所述的真空自耗電弧爐為真空自耗電極電弧熔煉爐或真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐。上述一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征是步驟401中對步驟三中所制作的自耗電極進行熔煉時，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為26V 40V，熔煉電流為基準熔煉電流的A倍，其中Al=L 15 I. 50 ;步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為26V 40V，熔煉電流為基準熔煉電流的A倍，其中A2=l. 10 I. 35 ;所述基準熔煉電流為所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑相對應，且當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為Φ 160mm土 IOmm時，所述基準熔煉電流為3200A±400A ;當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為Φ220·ι±10πιπι時，所述基準熔煉電流為4700Α±600Α ;當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為300mm±20mm時，所述基準熔煉電流為7000A±800A ;當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為Φ 380mm± 20mm時，所述基準熔煉電流為9000A ± 1000A ;當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為Φ 460mm ± 20mm時，所述基準熔煉電流為10500A±1000A。上述一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征是步驟402中采用所述真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為30V 45V ;熔煉電流與所熔煉自耗電極的直徑相對應，且所熔煉自耗電極的直徑越大，熔煉電流越大；步驟402中采用所述真空自耗電弧爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為26V 40V，熔煉電流為所述基準熔煉電流的A2倍。上述一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征是步驟三中所述電極塊的形狀為圓柱形或正多棱柱形，所述鈦殼為圓筒狀殼體或正多棱柱狀殼體，所述鈦殼的結(jié)構(gòu)和尺寸均與所述電極塊的結(jié)構(gòu)和尺寸一致；步驟一中進行原料稱量之前，先對步驟三中所述鈦殼進行制作；對所述鈦殼進行制作時，先根據(jù)需制作電極塊的結(jié)構(gòu)和尺寸，對制作所述鈦殼用純鈦板的尺寸進行確定；之后，再根據(jù)所確定尺寸，對所述純鈦板進行裁切，獲得多個純鈦板塊；隨后，采用壓制成型模具將裁切后的多個所述純鈦板塊進行壓制，并獲得壓制成型的多個純鈦組件；所述鈦殼由多個所述純鈦組件組裝而成；所述壓制成型模具內(nèi)所設置成型腔的機構(gòu)和尺寸均與需制作鈦殼的結(jié)構(gòu)和尺寸一致。上述一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征是所述圓筒狀殼體由兩個結(jié)構(gòu)和尺寸均相同的鈦片對接而成，所述鈦片的橫截面為半圓形且其長度與所述電極塊的長度相同。上述一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征是步驟三中對所述電極塊進行壓制時，采用電極壓制成型模具進行壓制，所述電極壓制成型模具內(nèi)設置有圓柱形成型腔，所述圓柱形成型腔的直徑與所述圓筒狀殼體的外徑相同，且所述圓柱形成型腔的長度與所述圓筒狀殼體的長度相同；所述電極壓制成型模具為所述壓制成型模具；兩個所述鈦片分別為鈦片一和鈦片二 ； 實際進行壓制時，先將所述鈦片一水平放置于所述圓柱形成型腔底部，且使得所述鈦片一的外側(cè)壁與所述圓柱形成型腔的內(nèi)側(cè)壁緊密接觸；之后，將步驟二中混合均勻的混合物裝入所述圓柱形成型腔內(nèi)，并采用壓制設備進行預壓；隨后，將所述鈦片二放入圓柱形成型腔內(nèi)，并使得所述鈦片二與所述鈦片一正對，形成所述圓筒狀殼體；然后，再采用所述壓制設備進行壓制，獲得外側(cè)包覆有所述圓筒狀殼體的電極塊。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點I、方法步驟簡單、投入成本較低且實現(xiàn)方便。2、自耗電極制備過程設計合理且實現(xiàn)方便，根據(jù)電極型模尺寸壓制半圓形鈦殼，均勻混合后的混合物加入鈦殼中壓制電極后組焊，形成自耗電極。3、熔煉工藝設計合理，既可以采用常規(guī)的真空自耗電弧熔煉方法進行熔煉，且熔煉分三次進行，具體熔煉過程如下將組焊好的電極在真空自耗電弧爐中進行初次熔煉，然后在真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐中進行二次熔煉，最后在真空自耗電弧爐中進行成品熔煉；也可以對常規(guī)的真空自耗電弧熔煉方法進行優(yōu)化，具體是將電極塊組焊后在真空自耗電弧爐中進行初次熔煉，電流密度較Ti-6A1-4V等常規(guī)鈦合金熔煉大15% 50% ;之后，將初熔錠作為自耗電極在真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐中，進行二次熔煉并澆鑄可用于成品熔煉的鑄錠；將二次錠在真空自耗電弧爐中進行三次熔煉，電流密度較Ti-6A1-4V等常規(guī)鈦合金熔煉大10% 35%，獲得成品鑄錠，該優(yōu)化后的熔煉工藝能進一步保證鈦合金鑄錠的質(zhì)量。4、方法步驟設計合理，實際進行混料時采用高熔點金屬粉末與細顆粒海綿鈦進行均勻混料，操作簡便，必要時也可添加其它合金元素，且其它合金元素以純金屬粉末、中間合金顆?；蚧蚝＞d狀金屬顆粒的形式配入。自耗電極制備時采用鈦殼包覆，電極制作過程簡單且操作簡易，采用鈦殼進行保護后，能有效避免電極斷裂及粉末泄漏現(xiàn)象發(fā)生。另外，采用真空自耗電弧爐與真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐復合熔煉工藝或常規(guī)的真空自耗電弧爐進行多次熔煉工藝。采用真空自耗電弧熔煉技術(shù)，能有效保證鈦合金鑄錠質(zhì)量。5、適用范圍廣，能對多種含高溶點元素的鈦合金鑄錠進行制備，且所制備鈦合金中高熔點元素的含量在15wt%以上。并且,所制備鈦合金鑄錠中所含的大量高熔點元素為W、Ta、Mo和Nb的一種或多種。
6、工藝可靠、使用效果好且實用價值高，所制備的電極強度高、不漏粉，沒有粉末大量局部團聚現(xiàn)象；并且，所制備的鈦合金鑄錠成分均勻，無高密度夾雜，易于生產(chǎn)，成本較低，滿足了實際應用的需求。綜上所述，本發(fā)明方法步驟簡單、設計合理、投入成本較低且使用操作簡便、使用效果好，所制備的鈦合金鑄錠成分均勻，無高密度夾雜，能有效解決現(xiàn)有含高熔點元素鈦合金鑄錠制備方法存在的多種實際問題。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。


圖I為本發(fā)明的制備方法流程框圖。
具體實施方式
如圖I所示的一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，包括以下步驟步驟一、原料稱量按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量；所述原料包括粒徑為4mm以下的細顆粒海綿鈦、包裹于需制作電極塊外側(cè)的鈦殼和粒度為80目以下的高熔點金屬粉末，所述高熔點合金元素的熔點高于2000°C。實際制備時，所述高熔點合金元素為W、Ta、Mo和Nb中的一種或幾種。并且，所述高熔點金屬粉末的質(zhì)量百分比在15%上。步驟二、混料對步驟一中稱量好的細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末進行均勻混合，并獲得混合物。實際進行均勻混合時，在混料機中進行混合，且混合時間為20mi η 120min。步驟三、自耗電極制作將步驟二中混合均勻的均勻混合物壓制成電極塊，且所述電極塊的外側(cè)包覆有一層鈦殼，所述鈦殼的厚度為O. 5mm 3_ ;之后，再將所述電極塊焊接形成自耗電極。步驟四、熔煉采用真空自耗電弧爐對步驟三中所制作的自耗電極進行熔煉，并獲得含高熔點元素鈦合金鑄錠。另外，步驟一中所述的原料還包括其它合金元素，且所述其它合金元素以純金屬粉末、中間合金顆?；蚪饘俸＞d的形式配入；相應地，步驟二進行混料時，需將所配入的其它合金元素與步驟一中稱量好的細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末進行均勻混合，且所述均勻混合物中包括細顆粒海綿鈦、高熔點金屬粉末和配入的其它合金元素。步驟三、自耗電極制作將步驟二中混合均勻的均勻混合物壓制成電極塊，且所述電極塊的外側(cè)包覆有一層鈦殼，所述鈦殼的厚度為O. 5mm 3_ ;之后，再將所述電極塊焊接形成自耗電極；步驟四、熔煉采用真空自耗電弧爐對步驟三中所制作的自耗電極進行熔煉，并獲得含高熔點元素鈦合金鑄錠。實際制備過程中，步驟四中對所述自耗電極進行熔煉時，熔煉次數(shù)為兩次以上。實施例I本實施例中，需制備鈦合金的名義化學成分為Ti_30W，其中W元素的重量百分比計為30%，余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)。
本實施例中，需制備含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法,包括以下步驟步驟一、原料稱量按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量；所述原料包括粒徑為4mm以下的細顆粒海綿鈦、包裹于需制作電極塊外側(cè)的鈦殼和粒度為200目的鎢粉。步驟二、混料對步驟一中稱量好的細顆粒海綿鈦和鎢粉進行均勻混合，并獲得均勻混合物。本實施例中，對步驟一中稱量好的細顆粒海綿鈦和鎢粉進行均勻混合時，在混料機內(nèi)混合且混合時間為lh 。實際使用過程中，也根據(jù)具體需要，對混合時間進行相應調(diào)整。步驟三、自耗電極制作將步驟二中所述均勻混合物壓制成電極塊，，且所述電極塊的外側(cè)包覆有一層鈦殼，所述鈦殼的厚度為Imm;之后，再將所述電極塊焊接形成自耗電極。實際制作時，可根據(jù)具體需要，將所述鈦殼的厚度在O. 5mm 3mm范圍內(nèi)進行相應調(diào)整。實際進行制備時，步驟三中所述電極塊的形狀為圓柱形或正多棱柱形，所述鈦殼為圓筒狀殼體或正多棱柱狀殼體，所述鈦殼的結(jié)構(gòu)和尺寸均與所述電極塊的結(jié)構(gòu)和尺寸一致。步驟一中進行原料稱量之前，先對步驟三中所述鈦殼進行制作。本實施例中，對所述鈦殼進行制作時，先根據(jù)需制作電極塊的結(jié)構(gòu)和尺寸，對制作所述鈦殼用純鈦板的尺寸進行確定；之后，再根據(jù)所確定尺寸，對所述純鈦板進行裁切，獲得多個純鈦板塊；隨后，采用壓制成型模具將裁切后的多個所述純鈦板塊進行壓制，并獲得壓制成型的多個純鈦組件；所述鈦殼由多個所述純鈦組件組裝而成；所述壓制成型模具內(nèi)所設置成型腔的機構(gòu)和尺寸均與需制作鈦殼的結(jié)構(gòu)和尺寸一致。本實施例中，所述圓筒狀殼體由兩個結(jié)構(gòu)和尺寸均相同的鈦片對接而成，所述鈦片的橫截面為半圓形且其長度與所述電極塊的長度相同。步驟三中對所述電極塊進行壓制時，采用電極壓制成型模具進行壓制，所述電極壓制成型模具內(nèi)設置有圓柱形成型腔，所述圓柱形成型腔的直徑與所述圓筒狀殼體的外徑相同，且所述圓柱形成型腔的長度與所述圓筒狀殼體的長度相同；所述電極壓制成型模具為所述壓制成型模具。兩個所述鈦片分別為鈦片一和鈦片二。實際進行壓制時，先將所述鈦片一水平放置于所述圓柱形成型腔底部，且使得所述鈦片一的外側(cè)壁與所述圓柱形成型腔的內(nèi)側(cè)壁緊密接觸；之后，將步驟二中混合均勻的混合物裝入所述圓柱形成型腔內(nèi)，并采用壓制設備進行預壓；隨后，將所述鈦片二放入圓柱形成型腔內(nèi)，并使得所述鈦片二與所述鈦片一正對，形成所述圓筒狀殼體；然后，再采用所述壓制設備進行壓制，獲得外側(cè)包覆有所述圓筒狀殼體的電極塊。實際使用過程中，也可以采用上述方法對所述正多棱柱狀殼體進行制作。綜上，本實施例中，所制作完成圓筒狀殼體的內(nèi)徑與所述電極塊的直徑一致。實際進行壓制時，先將所述鈦片一凸面向下水平放置于所述電極壓制成型模具底部，且使得所述鈦片一的外側(cè)壁與所述成型腔的內(nèi)側(cè)壁緊密接觸；之后，將步驟二中混合均勻的原料裝入所述成型腔內(nèi)，并采用壓制設備進行預壓；隨后，將所述鈦片二放入成型腔內(nèi)，并使得所述鈦片二與所述鈦片一正對，形成所述筒狀殼體；然后，再采用所述壓制設備進行壓制，獲得外側(cè)包覆有所述圓筒狀殼體的電極塊。壓制完成后，還需以點焊方式，將所述電極塊外側(cè)所包覆的所述圓筒狀殼體中的鈦片一和鈦片二連接為一體，則完成所述電極塊的制作過程。待所述電極塊制作完成后，將多個所述電極塊組焊形成所述自耗電極。本實施例中，所制作自耗電極的尺寸為Φ100πιπιΧ300πιπι。用于加工所述鈦片一和鈦片二的鈦板為矩形板且其尺寸均為160mmX 300mm。實際對所述鈦片一和鈦片二進行制作時，利用采用橫截面為半圓形的壓制成型模具壓成半圓形殼體。由于所述原料中包括細顆粒海綿鈦、鈦殼和高熔點金屬粉末，因而步驟一中按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量之前，還需對所述鈦殼中所包含鈦元素的含量進行確定，本實施例中，所述鈦殼包括兩塊尺寸為160mmX300mm且厚度為Imm的矩 形鈦板；之后，結(jié)合所確定的所述鈦殼中所包含鈦元素的含量，對細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末的配比進行確定。本實施例中，所述細顆粒海綿鈦和鎢粉的重量比為1.5 I。實際進行電極塊壓制時，將制作好的所述鈦殼和步驟二中混合均勻的混合物在所述電極壓制成型模具中布料后，壓制成電極塊。步驟四、熔煉采用真空自耗電弧爐對步驟三中所制作的自耗電極進行熔煉，并獲得含高熔點元素鈦合金鑄錠。本實施例中，對所述自耗電極進行熔煉時,熔煉次數(shù)為三次。實際進行熔煉時，熔煉次數(shù)也可以為兩次。本實施例中，步驟四中對所述自耗電極進行熔煉時，熔煉次數(shù)為三次；且步驟四中對所述自耗電極進行熔煉時，其熔煉過程如下步驟401、初次熔煉采用所述真空自耗電弧爐，對步驟三中所制作的自耗電極進行熔煉，獲得初次熔煉鈦合金鑄錠；步驟402、二次熔煉采用所述真空自耗電弧爐，對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉，獲得二次熔煉鈦合金鑄錠；步驟403、成品熔煉采用所述真空自耗電弧爐，對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉，獲得含高熔點元素鈦合金鑄錠。本實施例中，步驟401和步驟403中所述的真空自耗電弧爐均為真空自耗電極電弧熔煉爐；步驟402中所述的真空自耗電弧爐為真空自耗電極電弧熔煉爐。步驟401至步驟403中進行熔煉時，也可以采用如下的優(yōu)選方式步驟401中對步驟三中所制作的自耗電極進行熔煉時，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為26V 40V，熔煉電流為基準熔煉電流的A倍，其中Al=L 15 I. 50 ;步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為26V 40V，熔煉電流為基準熔煉電流的A倍，其中A2=l. 10 I. 35 ;步驟402中采用所述真空自耗電弧爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為26V 40V，熔煉電流為所述基準熔煉電流的A2倍。所述基準熔煉電流為所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑相對應，且當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為Φ 160mm土 IOmm時，所述基準熔煉電流為3200A±400A ;當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為220mm±10mm時，所述基準熔煉電流為4700A±600A ;當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為Φ 300mm ± 20mm時，所述基準熔煉電流為7000A ± 800A ;當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為Φ 380mm±20mm時，所述基準熔煉電流為9000A ± 1000A ;當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為Φ 460mm ± 20mm時，所述基準熔煉電流為10500A±1000A。本實施例中，步驟401中對步驟三中所制作的自耗電極進行熔煉時，所采用坩堝的直徑為Φ 160mm，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為26V，熔煉電流4800A。實際操作過程中，可根據(jù)具體需要，將所采用坩堝直徑為Φ 160mm土 IOmm所對應的基準熔煉電流在3200A±400A的范圍內(nèi)進行相應調(diào)整，并將倍數(shù)Al在I. 15 I. 50的范圍內(nèi)進行相應調(diào)整。
本實施例中，步驟402中采用所述真空自耗電極電弧熔煉爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，所采用坩堝直徑為Φ220πιπι，熔煉電壓為30V，熔煉電流為6500Α。實際操作過程中，可根據(jù)具體需要，將所采用坩堝直徑為Φ220πιπι± IOmm所對應的基準熔煉電流在4700Α±600Α的范圍內(nèi)進行相應調(diào)整，并將倍數(shù)Al在I. I I. 35的范圍內(nèi)進行相應調(diào)整。本實施例中，步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，所采用坩堝的直徑為300mm±20mm，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為40V，熔煉電流為9500A。實際操作過程中，可根據(jù)具體需要，將所采用坩堝直徑為Φ280πιπι所對應的基準熔煉電流在7000Α±800Α的范圍內(nèi)進行相應調(diào)整，并將倍數(shù)Α2在I.10 I. 35的范圍內(nèi)進
行相應調(diào)整。經(jīng)測試，本實施例中，步驟403中制作完成的鈦合金鑄錠成分均勻，且無高密度夾雜。綜上，實際進行熔煉時，可根據(jù)具體需要，將熔煉電流在上述范圍內(nèi)進行調(diào)整，一次熔煉時熔煉電流為基準熔煉電流的Al倍，倍數(shù)可調(diào)范圍為I. 15 I. 50 ;次熔煉及成品熔煉時熔煉電流均為相應基準熔煉電流的Α2倍，倍數(shù)可調(diào)范圍為I. 10 I. 35。實施例2本實施例中，與實施例I不同的是步驟一中需制備鈦合金的名義成分為Ti-32Mo，其中Mo元素的重量百分比計為30%，余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)；所選用的原料包括粒徑為4mm以下的細顆粒海綿鈦、包裹于需制作電極塊外側(cè)的鈦殼和粒度為150目的鑰粉，細顆粒海綿鈦為O級海綿鈦；步驟三中所制作電極的尺寸為Φ 160mmX 300mm，用于加工所述鈦片一和鈦片二的鈦板為矩形板，所述鈦片一和鈦片二的尺寸均為250mmX300mm且二者的厚度均為2mm;由于所述原料中包括細顆粒海綿鈦、鈦殼和高熔點金屬粉末，因而步驟一中按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量之前，還需對所述鈦殼中所包含鈦元素的含量進行確定，所述鈦殼包括兩塊尺寸為250mmX 300mm且厚度為2mm的矩形TAl純鈦板；之后，結(jié)合所確定的所述鈦殼中所包含鈦元素的含量，對細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末的配比進行確定，具體為所述細顆粒海綿鈦和鑰粉的重量比為I. 5 I;相應地，步驟二中對稱量好的細顆粒海綿鈦和鑰粉進行均勻混合，且混合時間為2h ;步驟401中所采用坩堝的直徑為Φ220πιπι，熔煉電壓為35V，熔煉電流為6000Α ;步驟402中采用真空自耗電弧爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉，所采用坩堝的直徑為Φ296πιπι，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為34V，熔煉電流為8000Α;實際操作過程中，可根據(jù)具體需要，將所采用坩堝的直徑為O300mm±20mm所對應的基準熔煉電流在7000A±800A的范圍內(nèi)進行相應調(diào)整，并將倍數(shù)A2在I. 10 I. 35的范圍內(nèi)進行相應調(diào)整；步驟403中所采用坩堝的直徑為Φ380πιπι，熔煉電壓為35V，熔煉電流為10000Α ;實際操作過程中，可根據(jù)具體需要，將所采用坩堝直徑為O380mm±20mm所對應的基準熔煉電流在9000Α± 1000Α的范圍內(nèi)進行相應調(diào)整，并將倍數(shù)Α2在I. 10 I. 35的范圍內(nèi)進行相應調(diào)整。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。經(jīng)測試，本實施例中，步驟403中制作完成的鈦 合金鑄錠成分均勻，且無高密度夾雜。實施例3本實施例中，與實施例I不同的是步驟一中需制備鈦合金的名義成分為Ti-47Nb，其中Nb元素的重量百分比計為47%，余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)；所選用的原料包括粒徑為4mm以下的細顆粒海綿鈦、包裹于需制作電極塊外側(cè)的鈦殼和粒度為80目的Nb粉，細顆粒海綿鈦為O級海綿鈦；步驟三中所制作電極的尺寸和所采用鈦殼的尺寸均為IOOmmX 300mm，用于加工所述鈦片一和鈦片二的鈦板為矩形板，所述鈦片一和鈦片二的尺寸均為160mmX 300mm且二者的厚度均為I. 5mm ;由于所述原料中包括細顆粒海綿鈦、鈦殼和高熔點金屬粉末，因而步驟一中按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量之前，還需對所述鈦殼中所包含鈦元素的含量進行確定，所述鈦殼包括兩塊尺寸為160mmX 300mm且厚度為I. 5mm的矩形TAl純鈦板；之后，結(jié)合所確定的所述鈦殼中所包含鈦元素的含量，對細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末的配比進行確定，具體為所述細顆粒海綿鈦和Nb粉的重量比為I : I ;相應地，步驟二中對稱量好的細顆粒海綿鈦和Nb粉進行均勻混合，且混合時間為O. 5h ;步驟401中所采用坩堝的直徑為160mm，熔煉電壓為32V，熔煉電流為4300A ;步驟402中采用真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉，所采用坩堝的直徑為300mm，鑄錠型模直徑Φ 160mm，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為40V，熔煉電流為13000A;實際操作過程中，步驟402中采用所述真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為30V 45V ;熔煉電流與所熔煉自耗電極的直徑相對應，且所熔煉自耗電極的直徑越大，熔煉電流越大；當所熔煉自耗電極的直徑為160mm，熔煉電流為11000A 15000A ；當所熔煉自耗電極的直徑為O220mm，熔煉電流為16000A 20000A ;當所熔煉自耗電極的直徑為Φ280mm Φ320mm，熔煉電流為20000A 30000A ;當所熔煉自耗電極的直徑為Φ360mm Φ380mm，熔煉電流為30000A 40000A ;實際進行二次熔煉時，可根據(jù)具體需要，并結(jié)合所熔煉的電極直徑，對熔煉電流進行相應調(diào)整；步驟403中所采用坩堝的直徑為Φ 220mm，熔煉電壓為32V，熔煉電流為6000A。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。經(jīng)測試，本實施例中，步驟403中制作完成的鈦合金鑄錠成分均勻，且無高密度夾雜。實施例4
本實施例中，與實施例I不同的是步驟一中需制備鈦合金的名義成分為Ti-20W-10Nb-8Ta，其中W元素的重量百分比計為20%，Nb元素的重量百分比計為10%，Ta元素的重量百分比計為8%,余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)；所選用的原料包括粒徑為4mm以下的細顆粒海綿鈦、包裹于需制作電極塊外側(cè)的鈦殼以及粒度均為80目以下的鎢粉、鈮粉和鉭粉，細顆粒海綿鈦為O級海綿鈦；步驟三中所制作電極的尺寸和所采用鈦殼的尺寸均為Φ IOOmmX 300mm，用于加工所述鈦片一和鈦片二的鈦板為矩形板，所述鈦片一和鈦片二的尺寸均為160mmX 300mm且二者的厚度均為I. 5mm ;由于所述原料中包括細顆粒海綿鈦、鈦殼和高熔點金屬粉末，因而步驟一中按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量之前，還需對所述鈦殼中所包含鈦元素的含量進行確定，所述鈦殼包括兩塊尺寸為160mmX 300mm且厚度為I. 5mm的矩形TAl純鈦板；之后，結(jié)合所確定的所述鈦殼中所包含鈦元素的含量，對細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末的配比進行確定，具體是對所述細顆粒海綿鈦、鎢粉、鈮粉和鉭粉的重量比進行確定；相應地，步驟二中對稱量好的細顆粒海綿鈦、鎢粉、鈮粉和鉭粉進行均勻混合，且混合時間為40min ;步驟401中所采用坩堝的直徑 為160mm，熔煉電壓為36V，熔煉電流為4500A ;步驟402中采用真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉，所采用坩堝的直徑為300mm，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為35V，熔煉電流為14000A ;步驟403中所采用坩堝的直徑為Φ220πιπι，熔煉電壓為30V，熔煉電流為6000Α。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。經(jīng)測試，本實施例中，步驟403中制作完成的鈦合金鑄錠成分均勻，且無高密度夾雜。實施例5本實施例中，與實施例I不同的是步驟一中需制備鈦合金的名義成分為Ti-15Mo-15Zr，其中Mo元素的重量百分比計為15%，Zr元素的重量百分比計為15%，余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)；所選用的原料包括粒徑為4_以下的細顆粒海綿鈦、包裹于需制作電極塊外側(cè)的鈦殼、高熔點金屬粉末和其它合金元素，且所述其它合金元素以海綿狀金屬顆粒的形式配入，其中所述高熔點金屬粉末為200目鑰粉，所述其它合金元素為海綿鋯，所述海綿鋯的粒徑為4mm以下；步驟三中所制作電極的尺寸和所采用鈦殼的尺寸均為Φ IOOmmX 300mm，用于加工所述鈦片一和鈦片二的鈦板為矩形板，所述鈦片一和鈦片二的尺寸均為160mmX 300mm且二者的厚度均為I. 5mm ;由于所述原料中包括細顆粒海綿鈦、鈦殼、高熔點金屬粉末和其它合金元素，因而步驟一中按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量之前，還需對所述鈦殼中所包含鈦元素的含量進行確定，所述鈦殼包括兩塊尺寸為160mmX 300mm且厚度為I. 5mm的矩形TAl純鈦板；之后，結(jié)合所確定的所述鈦殼中所包含鈦元素的含量，對細顆粒海綿鈦、高熔點金屬粉末和其它合金元素的配比進行確定，具體是對所述細顆粒海綿鈦、鑰粉和海綿鋯的重量比進行確定；相應地，步驟二中對稱量好的所述細顆粒海綿鈦、鑰粉和海綿鋯進行均勻混合，且混合時間為lh，且所述均勻混合物中包括細顆粒海綿鈦、高熔點金屬粉末和配入的其它合金元素。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。經(jīng)測試，本實施例中，步驟403中制作完成的鈦合金鑄錠成分均勻，且無高密度夾雜。
實施例6本實施例中，與實施例I不同的是步驟一中需制備鈦合金的名義成分為Ti-15Mo-15V，其中Mo元素的重量百分比計為15%，V元素的重量百分比計為15%，余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)；所選用的原料包括粒徑為4mm以下的細顆粒海綿鈦、包裹于需制作電極塊外側(cè)的鈦殼、高熔點金屬粉末和其它合金元素，且所述其它合金元素為電解釩且電解釩以枝晶顆粒的形式配入，其中所述高熔點金屬粉末為鑰粉，所述其它合金元素為200目隹凡粉；步驟三中所制作電極的尺寸和所采用鈦殼的尺寸均為IOOmmX 300mm,用于加工所述鈦片一和鈦片二的鈦板為矩形板，所述鈦片一和鈦片二的尺寸均為160mmX 300mm且二者的厚度均為I. 5mm ;由于所述原料中包括細顆粒海綿鈦、鈦殼、高熔點金屬粉末和其它合金元素，因而步驟一中按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量之前，還需對所述鈦殼中所包含鈦元素的含量進行確定，所述鈦殼包括兩塊尺寸為160mmX300mm且厚度為I. 5mm的矩形TAl純鈦板；之后，結(jié)合所確定的所述鈦殼中所包含鈦元素的含量，對細顆粒海綿鈦、高熔點金屬粉末和其它合金元素的配比進行確定，具體是對所述細顆粒海綿 鈦、鑰粉和電解釩的重量比進行確定；相應地，步驟二中對稱量好的所述細顆粒海綿鈦、鑰粉和電解釩進行均勻混合，且混合時間為2h ;且所述均勻混合物中包括細顆粒海綿鈦、高熔點金屬粉末和配入的其它合金元素。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。經(jīng)測試，本實施例中，步驟403中制作完成的鈦合金鑄錠成分均勻，且無高密度夾雜。實施例7本實施例中，與實施例I不同的是步驟一中需制備鈦合金的名義成分為Ti-20Mo-3Al，其中Mo元素的重量百分比計為15%，Al元素的重量百分比計為15%，余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)；所選用的原料包括粒徑為4_以下的細顆粒海綿鈦、包裹于需制作電極塊外側(cè)的鈦殼、高熔點金屬粉末和其它合金元素，且所述其它合金元素以中間合金顆粒的形式配入，其中所述高熔點金屬粉末為200目鑰粉，所述其它合金元素為Al-Mo中間合金且具體為A1-60MO細顆粒，所述A1-60MO細顆粒的粒徑在5mm以下；步驟三中所制作電極的尺寸和所采用鈦殼的尺寸均為OlOOmmX300mm,用于加工所述鈦片一和鈦片二的鈦板為矩形板，所述鈦片一和鈦片二的尺寸均為160mmX 300mm且二者的厚度均為I. 5mm ;由于所述原料中包括細顆粒海綿鈦、鈦殼、高熔點金屬粉末和其它合金元素，因而步驟一中按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量之前，還需對所述鈦殼中所包含鈦元素的含量進行確定，所述鈦殼包括兩塊尺寸為160mmX 300mm且厚度為I. 5mm的矩形TAl純鈦板；之后，結(jié)合所確定的所述鈦殼中所包含鈦元素的含量，對細顆粒海綿鈦、高熔點金屬粉末和其它合金元素的配比進行確定，具體是對所述細顆粒海綿鈦、鑰粉和A16-Mo4細顆粒的重量比進行確定；相應地，步驟二中對稱量好的所述細顆粒海綿鈦、鑰粉和A16-Mo4細顆粒進行均勻混合，且混合時間為Ih ;且所述均勻混合物中包括細顆粒海綿鈦、高熔點金屬粉末和配入的其它合金元素。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。經(jīng)測試，本實施例中，步驟403中制作完成的鈦合金鑄錠成分均勻，且無高密度夾雜。實施例8
本實施例中，與實施例I不同的是步驟三中所制作電極的尺寸和所采用鈦殼的尺寸均為Φ IOOmmX 300mm，用于加工所述鈦片一和鈦片二的鈦板為矩形板，所述鈦片一和鈦片二的尺寸均為160mmX 300mm且二者的厚度均為O. 5mm ;由于所述原料中包括細顆粒海綿鈦、鈦殼和高熔點金屬粉末，因而步驟一中按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量之前，還需對所述鈦殼中所包含鈦元素的含量進行確定，所述鈦殼包括兩塊尺寸為160mmX 300mm且厚度為O. 5mm的矩形TAl純鈦板；之后，結(jié)合所確定的所述鈦殼中所包含鈦元素的含量，對細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末的配比進行確定，具體是對所述細顆粒海綿鈦和鎢粉的配比進行確定。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。
實施例9本實施例中，與實施例I不同的是步驟三中所制作電極的尺寸和所采用鈦殼的尺寸均為Φ IOOmmX 300mm，用于加工所述鈦片一和鈦片二的鈦板為矩形板，所述鈦片一和鈦片二的尺寸均為160mmX 300mm且二者的厚度均為2. 5mm ;由于所述原料中包括細顆粒海綿鈦、鈦殼和高熔點金屬粉末，因而步驟一中按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量之前，還需對所述鈦殼中所包含鈦元素的含量進行確定，所述鈦殼包括兩塊尺寸為160mmX 300mm且厚度為2. 5mm的矩形TAl純鈦板；之后，結(jié)合所確定的所述鈦殼中所包含鈦元素的含量，對細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末的配比進行確定，具體是對所述細顆粒海綿鈦和鎢粉的配比進行確定。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。實施例10本實施例中，與實施例I不同的是步驟三中所制作電極的尺寸和所采用鈦殼的尺寸均為Φ IOOmmX 300mm，用于加工所述鈦片一和鈦片二的鈦板為矩形板，所述鈦片一和鈦片二的尺寸均為160mmX 300mm且二者的厚度均為3mm ;由于所述原料中包括細顆粒海綿鈦、鈦殼和高熔點金屬粉末，因而步驟一中按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量之前，還需對所述鈦殼中所包含鈦元素的含量進行確定，所述鈦殼包括兩塊尺寸為160mmX 300mm且厚度為3mm的矩形TAl純鈦板；之后，結(jié)合所確定的所述鈦殼中所包含鈦元素的含量，對細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末的配比進行確定，具體是對所述細顆粒海綿鈦和鎢粉的重量比進行確定。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。實施例11本實施例中，與實施例3不同的是步驟401中所采用坩堝的直徑為Φ 160mm，熔煉電流為4000A ;步驟402中采用真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，所采用坩堝直徑為Φ 300mm，熔煉電流為15000A ;步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，所采用坩堝的直徑為Φ220πιπι，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為36V，熔煉電流為6300A。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例3相同。實施例12本實施例中，與實施例3不同的是步驟401中所采用坩堝的直徑為Φ160πιπι，熔煉電流為4500Α ;步驟402中采用真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，所采用坩堝直徑為Φ 300mm，熔煉電流為12000A ;步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，所采用坩堝的直徑為Φ220πιπι，真空度為5Pa以下，熔煉電流為7000A。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例3相同。實施例13本實施例中，與實施例3不同的是步驟401中所采用坩堝的直徑為Φ160πιπι，熔煉電流為5000Α ;步驟402中采用真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，所采用坩堝直徑為Φ 300mm，熔煉電流為12000A ;步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，所采用坩堝的直徑為Φ220πιπι，真空度為5Pa以下，熔煉電流為5800A。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例3相同。實施例14本實施例中，與實施例I不同的是步驟401中所采用坩堝的直徑為Φ300πιπι，熔 煉電流為7000Α ;步驟402中采用真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，所采用坩堝直徑為Φ 360mm，熔煉電流為9000Α ;步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，所采用坩堝的直徑為Φ440πιπι，真空度為5Pa以下，熔煉電流為11000A ;實際操作過程中，可根據(jù)具體需要，將所采用坩堝直徑為Φ460πιπι±20πιπι所對應的基準熔煉電流在10500Α± 1000Α的范圍內(nèi)進行相應調(diào)整，并將倍數(shù)Α2在I. 10 I. 35的范圍內(nèi)進行相應調(diào)整。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。實施例15本實施例中，與實施例I不同的是步驟401中所采用坩堝直徑為Φ300πιπι，熔煉電流為7500Α ;步驟402中采用真空自耗電弧爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，所采用坩堝直徑為360mm，熔煉電流為10800A ;步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，所采用坩堝的直徑為Φ440πιπι，真空度為5Pa以下，熔煉電流為15525A。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。實施例16本實施例中，與實施例I不同的是步驟401中所采用坩堝直徑為Φ300πιπι，熔煉電流為11700Α ;步驟402中采用真空自耗電弧爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，所采用坩堝直徑為O360mm，熔煉電流為15000A ;步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，所采用坩堝的直徑為Φ440πιπι，真空度為5Pa以下，熔煉電流為17250A。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。實施例17本實施例中，與實施例I不同的是步驟401中所采用坩堝直徑為Φ300πιπι，熔煉電流為7130Α ;步驟402中采用真空自耗電弧爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，所采用坩堝直徑為360mm，熔煉電流為8800A ;步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，所采用坩堝的直徑為Φ440πιπι，真空度為5Pa以下，熔煉電流為10450A。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。實施例18本實施例中，與實施例3不同的是步驟401中所采用坩堝的直徑為Φ160πιπι，熔煉電流為5400A ;步驟402中采用真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，所采用坩堝直徑為Φ300mm，熔煉電壓26V，熔煉電流為12000A ；步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，所采用坩堝的直徑為Φ220πιπι，真空度為5Pa以下，熔煉電流為7155A。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例3相同。實施例19本實施例中，與實施例3不同的是步驟401中所采用坩堝的直徑為Φ160πιπι，熔煉電流為3220Α ;步驟402中采用真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，所采用坩堝直徑為Φ300mm，熔煉電壓28V，熔煉電流為12000A ；步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，所采用坩堝的直徑為Φ220πιπι，真空度為5Pa以下，熔煉電流為4510A。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例3相同。 實施例20本實施例中，與實施例I不同的是步驟三中所述電極塊的形狀為正多棱柱形，且所述鈦殼相應為正多棱柱狀殼體，所述鈦殼的結(jié)構(gòu)和尺寸均與所述電極塊的結(jié)構(gòu)和尺寸一致。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。實施例21本實施例中，與實施例I不同的是步驟二中進行混料時，混合時間為20min。本實施例中，其它方法步驟和工藝參數(shù)均與實施例I相同。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，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)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)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
1.一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟 步驟一、原料稱量按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量；所述原料包括粒徑為4mm以下的細顆粒海綿鈦、包裹于需制作電極塊外側(cè)的鈦殼和粒度為80目以下的高熔點金屬粉末，所述高熔點合金元素的熔點高于2000°C ； 步驟二、混料對步驟一中稱量好的細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末進行均勻混合，并獲得混合物； 步驟三、自耗電極制作將步驟二中混合均勻的均勻混合物壓制成電極塊，且所述電極塊的外側(cè)包覆有一層鈦殼，所述鈦殼的厚度為O. 5mm 3mm ;之后，再將所述電極塊焊接形成自耗電極； 步驟四、熔煉采用真空自耗電弧爐對步驟三中所制作的自耗電極進行熔煉，并獲得含高熔點元素鈦合金鑄錠。
2.按照權(quán)利要求I所述的一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于步驟一中所述高熔點合金元素為W、Ta、Mo和Nb中的一種或幾種。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于步驟一中所述的原料還包括其它合金元素，且所述其它合金元素以中間合金顆粒、純金屬粉末或海綿狀金屬顆粒的形式配入；相應地，步驟二進行混料時，需將所配入的其它合金元素與步驟一中稱量好的細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末進行均勻混合，且所述混合物中包括細顆粒海綿鈦、高熔點金屬粉末和配入的其它合金元素。
4.按照權(quán)利要求I或2所述的一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于步驟四中對所述自耗電極進行熔煉時，熔煉次數(shù)為三次； 且步驟四中對所述自耗電極進行熔煉時，其熔煉過程如下 步驟401、初次熔煉采用所述真空自耗電弧爐，對步驟三中所制作的自耗電極進行熔煉，獲得初次熔煉鈦合金鑄錠； 步驟402、二次熔煉采用所述真空自耗電弧爐，對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉，獲得二次熔煉鈦合金鑄錠； 步驟403、成品熔煉采用所述真空自耗電弧爐，對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉，獲得含高熔點元素鈦合金鑄錠。
5.按照權(quán)利要求4所述的一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于步驟401和步驟403中所述的真空自耗電弧爐均為真空自耗電極電弧熔煉爐；步驟402中所述的真空自耗電弧爐為真空自耗電極電弧熔煉爐或真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐。
6.按照權(quán)利要求4所述的一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于步驟401中對步驟三中所制作的自耗電極進行熔煉時，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為26V 40V，熔煉電流為基準熔煉電流的A倍，其中Al=L 15 I. 50 ; 步驟403中對步驟402中所述二次熔煉鈦合金鑄錠進行成品熔煉時，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為26V 40V，熔煉電流為基準熔煉電流的A倍，其中A2=l. 10 I. 35 ; 所述基準熔煉電流為所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑相對應，且當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為0160mm±10mm時，所述基準熔煉電流為3200A±400A;當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為Φ 220mm土 IOmm時，所述基準熔煉電流為4700A±600A ；當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為300mm ± 20mm時，所述基準熔煉電流為7000A ± 800A ;當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為Φ 380mm±20mm時，所述基準熔煉電流為9000A 土 1000A ;當所述真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)所采用坩堝的直徑為Φ 460mm土 20mm時，所述基準熔煉電流為10500A±1000A。
7.按照權(quán)利要求5所述的一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于步驟402中采用所述真空自耗電極電弧熔煉凝殼爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為30V 45V ;熔煉電流與所熔煉自耗電極的直徑相對應，且所熔煉自耗電極的直徑越大，熔煉電流越大； 步驟402中采用所述真空自耗電弧爐對步驟401中所述初次熔煉鈦合金鑄錠進行熔煉時，真空度為5Pa以下，熔煉電壓為26V 40V，熔煉電流為所述基準熔煉電流的A2倍。
8.按照權(quán)利要求I或2所述的一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于步驟三中所述電極塊的形狀為圓柱形或正多棱柱形，所述鈦殼為圓筒狀殼體或正多棱柱狀 殼體，所述鈦殼的結(jié)構(gòu)和尺寸均與所述電極塊的結(jié)構(gòu)和尺寸一致； 步驟一中進行原料稱量之前，先對步驟三中所述鈦殼進行制作； 對所述鈦殼進行制作時，先根據(jù)需制作電極塊的結(jié)構(gòu)和尺寸，對制作所述鈦殼用純鈦板的尺寸進行確定；之后，再根據(jù)所確定尺寸，對所述純鈦板進行裁切，獲得多個純鈦板塊；隨后，采用壓制成型模具將裁切后的多個所述純鈦板塊進行壓制，并獲得壓制成型的多個純鈦組件；所述鈦殼由多個所述純鈦組件組裝而成。
9.按照權(quán)利要求8所述的一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于所述圓筒狀殼體由兩個結(jié)構(gòu)和尺寸均相同的鈦片對接而成，所述鈦片的橫截面為半圓形且其長度與所述電極塊的長度相同。
10.按照權(quán)利要求9所述的一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于步驟三中對所述電極塊進行壓制時，采用電極壓制成型模具進行壓制，所述電極壓制成型模具內(nèi)設置有圓柱形成型腔，所述圓柱形成型腔的直徑與所述圓筒狀殼體的外徑相同，且所述圓柱形成型腔的長度與所述圓筒狀殼體的長度相同；所述電極壓制成型模具為所述壓制成型模具； 兩個所述鈦片分別為鈦片一和鈦片二； 實際進行壓制時，先將所述鈦片一水平放置于所述圓柱形成型腔底部，且使得所述鈦片一的外側(cè)壁與所述圓柱形成型腔的內(nèi)側(cè)壁緊密接觸；之后，將步驟二中混合均勻的混合物裝入所述圓柱形成型腔內(nèi)，并采用壓制設備進行預壓；隨后，將所述鈦片二放入圓柱形成型腔內(nèi)，并使得所述鈦片二與所述鈦片一正對，形成所述圓筒狀殼體；然后，再采用所述壓制設備進行壓制，獲得外側(cè)包覆有所述圓筒狀殼體的電極塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含高熔點元素鈦合金鑄錠的制備方法，包括以下步驟一、原料稱量按照需制備鈦合金的名義化學成分進行原料的配比稱量；原料包括細顆粒海綿鈦、包裹于需制作電極塊外側(cè)的鈦殼和高熔點金屬粉末；二、混料對稱量好的細顆粒海綿鈦和高熔點金屬粉末進行均勻混合，并獲得均勻混合物；三、自耗電極制作將混合均勻的均勻混合物壓制成電極塊，且電極塊的外側(cè)包覆有一層鈦殼，再將電極塊焊接形成自耗電極；四、熔煉采用真空自耗電弧爐對所制作自耗電極進行熔煉，并獲得含高熔點元素鈦合金鑄錠。本發(fā)明方法步驟簡單、設計合理、投入成本較低且使用操作簡便、使用效果好，所制備的鈦合金鑄錠成分均勻，無高密度夾雜。
文檔編號C22B9/16GK102965531SQ20121054535
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者葛鵬, 周偉, 李倩, 楊義, 盧亞鋒 申請人:西北有色金屬研究院