[发明专利]Ti－6Al－4V合金感应凝壳熔炼过程液态置氢细化凝固组织的方法

权利要求书

1、Ti-6Al-4V合金感应凝壳熔炼过程液态置氢细化凝固组织的方法，其特征在于它的具体步骤为：

步骤一、将Ti-6Al-4V合金的炉料装入感应凝壳熔炼炉的坩埚(4)中；

步骤二、称取含有步骤一中所述炉料质量0.09％～0.2％的TiH₂的预制棒(2)；

步骤三、将步骤二获得的预制棒(2)紧固于感应凝壳熔炼炉中位于坩埚(4)上方的送料杆(1)的下端；

步骤四、关闭感应凝壳熔炼炉的熔化室(3)的门，抽真空至10^-1～10^-2Pa，反充高纯氩气至300-600Pa，反复3次；

步骤五、控制熔化室(3)内高纯氩气压力在400～700Pa；

步骤六、接通感应凝壳熔炼炉内的感应加热线圈(6)的电源，逐步增加电源功率，提高坩埚(4)中炉料的温度，直到坩埚(4)内的炉料全部熔化，然后保温5～7分钟；

步骤七、向熔池(5)内浸入预制棒(2)，当预制棒(2)完全浸入到熔池(5)中后，立即提升送料杆(1)，然后停止加热；

步骤八、待坩埚(4)内炉料凝固并冷却到300℃以下，破真空，取出已凝固的炉料，室温冷却；

所述预制棒(2)由TiH₂粉末、Al-85％V中间合金粉末和铝粉末组成，所述TiH₂粉末、Al-85％V中间合金粉末和铝粉末的质量比为：M_TiH2:M_Al-85％v:M_Al＝10.4:4.7:5.3。

2、根据权利要求1所述的Ti-6Al-4V合金感应凝壳熔炼过程液态置氢细化凝固组织的方法，其特征在于所述预制棒(2)的孔隙率5～20％。

3、根据权利要求1所述的Ti-6Al-4V合金感应凝壳熔炼过程液态置氢细化凝固组织的方法，其特征在于所述Al-85％V中间合金粉末和铝粉末的粉末颗粒直径为10～100μm。

4、根据权利要求1所述的Ti-6Al-4V合金感应凝壳熔炼过程液态置氢细化凝固组织的方法，其特征在于在步骤七中，预制棒(2)浸入过程工艺参数为：从悬挂位置下降到钛合金熔池(5)液面的下降速度为200～260cm/min，预制棒(2)开始浸入钛合金熔池(5)的速度为50～80cm/min；送料杆(1)向上提拉的速度为300～350cm/min。

5、根据权利要求1所述的Ti-6Al-4V合金感应凝壳熔炼过程液态置氢细化凝固组织的方法，其特征在于在步骤二中所述的预制棒(2)中含有步骤一中所述炉料质量0.09％～0.11％的TiH₂；

在步骤六中，加热到炉料全部熔化后，继续加热至过热40℃～80℃后，保温5～7分钟；

在步骤七中，当预制棒(2)完全浸入到熔池(5)中并提升完送料杆(1)后，保温60s～90s，然后再停止加热。

6、根据权利要求1所述的Ti-6Al-4V合金感应凝壳熔炼过程液态置氢细化凝固组织的方法，其特征在于在步骤二中所述的预制棒(2)中含有步骤一中所述炉料质量0.12％～0.14％的TiH₂；

在步骤六中，加热到炉料全部熔化后，继续加热至过热40℃～80℃后，保温5～7分钟；

在步骤七中，当预制棒(2)完全浸入到熔池(5)中并提升完送料杆(1)后，保温60s～90s，然后再停止加热。

7、根据权利要求1所述的Ti-6Al-4V合金感应凝壳熔炼过程液态置氢细化凝固组织的方法，其特征在于在步骤二中所述的预制棒(2)中含有步骤一中所述炉料质量0.12％～0.14％的TiH₂；

在步骤六中，加热到炉料全部熔化后，继续加热至过热40℃～80℃后，保温5～7分钟；

在步骤七中，当预制棒(2)完全浸入到熔池(5)中并提升完送料杆(1)后，保温100s～150s，然后再停止加热。

8、根据权利要求1所述的Ti-6Al-4V合金感应凝壳熔炼过程液态置氢细化凝固组织的方法，其特征在于在步骤二中所述的预制棒(2)中含有步骤一中所述炉料质量0.16％～0.18％的TiH₂；

在步骤六中，加热到炉料全部熔化后，继续加热至过热40℃～80℃后，保温5～7分钟；

在步骤七中，当预制棒(2)完全浸入到熔池(5)中并提升完送料杆(1)后，保温100s～150s，然后再停止加热。