[发明专利]一种用真空悬浮感应熔炼炉制备钛铝4822合金棒的方法

说明书

本发明公开了一种用真空悬浮感应熔炼炉制备钛铝4822合金棒的方法，属于钛铝合金制备技术领域；用真空悬浮感应熔炼炉制备钛铝4822合金棒的方法包括以下步骤：S1、选择真空悬浮感应熔炼炉，并在真空悬浮感应熔炼炉上安装坩埚和与坩埚相配合的感应线圈；S2、选择原料纯铝、海绵钛、纯铬和Al‑Nb中间合金；S3、对原料表面进行清洁处理；S4、将原料加入真空悬浮感应熔炼炉，分三次熔炼，浇铸得钛铝4822合金棒。本发明与传统的电弧熔炼炉和电子束炉熔炼钛铝4822相比，通过加料和调控功率的方案控制熔炼过程工艺，可很好的控制了合金成分，解决了成品偏析和氧含量过高的问题。

技术领域

本发明涉及钛铝合金制备技术领域，具体是一种用真空悬浮感应熔炼炉制备钛铝4822合金棒的方法。

背景技术

随着航空航天发动机性能的不断提高，要求高推重比、高增压比、高涡轮前温度。传统的镍基、铁基高温金属材料由于比重大等越来越不适合目前的发展，而钛铝合金具有密度低、比强度高、熔点高、抗腐蚀性强、弹性模量低，以及优良的抗蠕变性及高温使用性能，兼有金属和陶瓷的性能，被认为是一种具有广阔应用前景的下一代新型轻质高温结构材料。

钛铝合金是一种脆性金属间化合物。室温脆性和难变形加工性是目前钛铝合金使用的最大障碍。对于钛铝合金的研究主要集中在了精密成型上。熔模精密铸造技术可以生产很多形状复杂且质量高的铸件，如航空发动机的叶片。但是由于钛铝合金一些自身缺点，如熔融时易于其他元素反应，化学活性高，并且收缩率大、元素熔点相差较大，容易出现成分偏析，易出现缩孔、缩松等缺陷，很大程度上制约着钛铝合金的铸造生产。

为了获得更好、更稳定的性能，目前采用熔炼等中间环节的方式得到合金。现有的熔炼方式有自耗和非自耗电极电弧炉熔炼，电子束炉熔炼，等离子束炉熔炼及真空悬浮感应熔炼等。其中，自耗电弧熔炼的熔池温度梯度大，很难保证铸锭的化学成分和组织的均匀性，且生产的铸锭发生夹渣的频率较高。非自耗电弧熔炼会对合金造成污染且每炉熔炼量小不适于规模生产。电子束炉熔炼会使蒸气压较高的合金元素蒸发损失严重，对控制合金成分带来困难。等离子束炉熔炼要求电源功率较大，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用真空悬浮感应熔炼炉制备钛铝4822合金棒的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用真空悬浮感应熔炼炉制备钛铝4822合金棒的方法的制备方法，包括以下步骤：

S1、选择真空悬浮感应熔炼炉，并在真空悬浮感应熔炼炉上安装坩埚和与坩埚相配合的感应线圈；

S2、选择原料纯铝、海绵钛、纯铬和Al-Nb中间合金；

S3、对原料表面进行清洁处理；

S4、将原料加入真空悬浮感应熔炼炉，分三次熔炼，浇铸得钛铝4822合金棒。

作为本发明进一步的方案：所述S1中真空悬浮感应熔炼炉为50kg级熔炼炉，坩埚为坩埚。

作为本发明进一步的方案：所述S2中Al-Nb中间合金为含Nb65.29wt％的Al-Nb中间合金，所述海绵钛、纯铝、纯铬和Al-Nb中间合金的重量比为58-60：30-31:2.6-2.8：7.2-7.4。

作为本发明进一步的方案：所述S3中清洁处理为：将原料去除外表面的氧化皮，至有金属光泽，然后将原料放入装有水的量筒内(水漫过原料)，在超声波清洗机中清洗20-30min，然后放入装有酒精的量筒内(酒精漫过原料)在超声波清洗机中清洗5-15min，清洗后用热风机对原料烘干。