[发明专利]一种高Mo含量Ti-Mo合金均质铸锭真空自耗熔炼方法

说明书

提供一种高Mo含量Ti‑Mo合金均质铸锭真空自耗熔炼方法，属于钛合金冶金技术领域，采用五次真空自耗铸锭熔炼，通过控制熔炼过程真空度、漏气率及熔炼完成冷却方式，降低铸锭O等杂质元素含量；采用二次铸锭后锻造成一次铸锭尺寸，为后续多次熔炼不放大锭型做准备，减少结晶器使用，降低成本；在第四、五次铸锭熔炼过程中通过搅拌电流方式进行熔炼，提高铸锭均匀性；在第五次铸锭熔炼过程中不仅加入搅拌电流，提高铸锭均匀性，而且通过降低电流方式进行熔炼，减小铸锭缩孔、缩松，减小冒口尺寸，提高铸锭成材率。本发明制备出的高Mo含量Ti‑Mo合金铸锭合金成分均匀、波动小，且无Mo元素偏析及高密度夹杂。

技术领域

本发明属于钛合金冶金技术领域，具体涉及一种高Mo含量Ti-Mo合金均质铸锭真空自耗熔炼方法。

背景技术

钛合金具有比强度高、耐蚀性以及良好的生物兼容性等优点，广泛应用于航空、航天、兵器、医疗等领域。目前真空自耗熔炼是钛合金最重要的熔炼方式之一，通过多组电极块进行钛合金铸锭熔炼，且在熔炼过程中不引入杂质元素。Mo元素是钛合金重要的同晶型β稳定元素，一般情况钛合金Mo元素的添加采用Al-Mo等中间合金方式加入，Al-Mo中间合金可大幅降低Mo合金熔点，降低熔炼产生Mo元素偏析及产生高密度夹杂的风险。而对于高Mo含量Ti-Mo系合金，无其他合金元素，Mo元素主要以纯Mo形式加入合金，在熔炼过程中容易产生偏析或高密度夹杂等现象，造成铸锭不均匀，严重时甚至导致整炉批铸锭报废。因此，高Mo含量Ti-Mo合金均质铸锭真空自耗熔炼工艺对其铸锭均匀性具有重要影响。因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种高Mo含量Ti-Mo合金均质铸锭真空自耗熔炼方法，本发明针对现有技术的不足，采用五次真空自耗铸锭熔炼，二次铸锭后锻造成一次铸锭尺寸，为后续多次熔炼不放大锭型做准备，减少结晶器使用，降低成本，五次铸锭采用降电流工艺进行熔炼，降低冒口缩孔缩松等缺陷，提高铸锭成材率；本发明可熔炼Ti-Mo二元合金Mo含量不低于35％，实现高含量难熔金属Mo的Ti-Mo合金制备，制备出的高Mo含量Ti-Mo合金铸锭合金成分均匀、波动小，且无Mo元素偏析及高密度夹杂。

本发明采用的技术方案：一种高Mo含量Ti-Mo合金均质铸锭真空自耗熔炼方法，包括以下步骤：

步骤1)：将压制好的高Mo含量Ti-Mo合金电极块放入真空自耗电弧炉中焊接，形成焊接电极棒；

步骤2)：将步骤1)中所述的焊接电极棒进行真空自耗电弧熔炼，形成一次Ti-Mo合金铸锭；

步骤3)：将步骤2)中获得的一次Ti-Mo合金铸锭每两根为一组，头尾相接进行第二次真空自耗电弧熔炼，形成二次Ti-Mo合金铸锭；

步骤4)：将步骤3)中获得的二次Ti-Mo合金铸锭车光表面，然后进行锻造，锻造成一次Ti-Mo合金铸锭规格，车光表面氧化层，形成锻造后二次铸锭；

步骤5)：将步骤4)中的锻造后二次铸锭进行第三次真空自耗电弧熔炼，形成三次Ti-Mo合金铸锭；

步骤6)：将步骤5)中形成的三次Ti-Mo合金铸锭每两根为一组，头尾相接，进行第四次真空自耗电弧熔炼，形成四次Ti-Mo合金铸锭；

步骤7)：将步骤6)中获得的四次Ti-Mo合金铸锭，头尾颠倒，进行第五次真空自耗电弧熔炼，形成五次Ti-Mo合金铸锭。

上述步骤1)中，采用所述真空自耗电弧炉进行电极棒焊接，起弧材料为纯钛棒或海绵钛颗粒，真空度≤0.01Pa，漏气率≤0.01Pa/min。

上述步骤2)中，所述一次Ti-Mo合金铸锭的熔炼：真空度≤0.01Pa，漏气率≤0.01Pa/min，起弧电流范围：4500A-5000A，待熔池稳定后，逐渐上升至20000A，电流增速2000A/min。