一种TC4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺的制作方法

本发明涉及电子束冷床炉熔炼，特别涉及一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺。

背景技术：

1、采用电子束冷床炉生产钛合金铸锭可以有效去除高低密度夹杂，得到高纯净的钛合金。通过选用不同形状、不同规格的结晶器可以实现不同形状、不同规格钛合金的生产。tc4钛合金作为钛合金领域的典型牌号，被广泛应用于航空航天、石油化工、医疗等领域。但是相比较不锈钢、铝合金等，tc4钛合金成本偏高，进一步应用受到限制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺，所述电子束冷床炉熔铸工艺包括以下步骤：

4、s1：确定tc4钛合金返回料中氧、铝和钒中的元素质量分数比；

5、s2：根据所述元素质量分数比对铝豆、铝钒合金和海绵钛进行配比称重；

6、s3：将所述铝豆、所述铝钒合金和所述海绵钛加入到混料设备中进行充分混合形成混合料；

7、s4：将所述混合料放入到压块设备中压制成原料块，并将所述原料块放入到密封容器中进行密封保存；

8、s5：将所述原料块送入到烘干炉中进行烘干处理；

9、s6：将烘干后的所述原料块和所述tc4钛合金返回料一起放入到电子束冷床炉中；

10、s7：密封所述电子束冷床炉，并对所述电子束冷床炉进行抽真空处理，当所述电子束冷床炉内的真空度达到8*10-3torr时开始进行预热；

11、s8：开启1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪、5#电子枪、6#电子枪、7#电子枪和8#电子枪，通过所述1#电子枪、所述2#电子枪、所述3#电子枪、所述4#电子枪、所述5#电子枪和所述8#电子枪对所述电子束冷床炉的凝壳料进行熔化，通过所述6#电子枪和所述7#电子枪分别对第一结晶器和第二结晶器内的锭头进行加热熔化；

12、s9：将所述原料块和所述tc4钛合金返回料一起缓慢推入到熔化区，加大所述1#电子枪、所述2#电子枪、所述3#电子枪和所述4#电子枪的功率到240～300kw对所述熔化区的所述原料块和所述tc4钛合金返回料进行熔化，熔化后的钛液流入到精炼区，加大所述5#电子枪的功率到100～150kw对所述精炼区中的钛液进行精炼，再加大所述8#电子枪的功率到50～120kw对两个溢流口进行熔化，所述精炼区中的钛液通过两个所述溢流口分别流入到所述第一结晶器和所述第二结晶器内，最后加大所述6#电子枪和所述7#电子枪的功率到150～180kw分别对所述第一结晶器和所述第二结晶器内钛液进行熔铸成铸锭；

13、s10：所述铸锭完成熔铸后对所述铸锭的尾部进行补缩工作；

14、s11：所述铸锭完成补缩工作后进行冷却，冷却后打开所述电子束冷床炉，最后分别从所述第一结晶器和所述第二结晶器内取出所述铸锭。

15、进一步地，所述铝豆、所述铝钒合金和所述海绵钛进行配比称重时的总重量控制在100～200kg。

16、进一步地，所述混料设备中，所述铝豆、所述铝钒合金和所述海绵钛的充分混合时间为5～20min。

17、进一步地，所述原料块送入到所述烘干炉的烘干温度控制在100～200℃，烘干时间控制在3～6h。

18、进一步地，所述铸锭在所述电子束冷床炉内的冷却时间为6～10h。

19、进一步地，所述电子束冷床炉中放入的所述原料块占80％，所述tc4钛合金返回料占20％。

20、进一步地，所述铝豆、所述铝钒合金和所述海绵钛形成的所述混合料中，所述铝元素质量分数为6.3％，所述钒元素质量分数为4％。

21、进一步地，所述铝豆、所述铝钒合金和所述海绵钛形成的所述混合料中，所述铝元素质量分数为6.5％，所述钒元素质量分数为4％。

22、进一步地，所述铝豆、所述铝钒合金和所述海绵钛形成的所述混合料中，所述铝元素质量分数为6.6％，所述钒元素质量分数为4％。

23、进一步地，所述第一结晶器和所述第二结晶器的内径为380mm。

24、本发明的有益效果是：

25、本发明选用海绵钛、tc4钛合金返回料、铝豆、铝钒合金作为原料，根据tc4钛合金返回料成分检测情况，将铝豆、铝钒合金、海绵钛按一定比例混料压块，将压块后的tc4钛合金料送入烘干炉中进行烘干，然后将烘干后的钛合金料和tc4钛合金返回料一起装入炉中进行抽真空、预热、做头、熔炼、补缩、冷却、出锭。冷床两端各置有一个溢流口，拉锭仓中溢流口对应位置各摆放一个圆柱形结晶器，tc4合金熔体经两个溢流口分别流入两个结晶器中，从而实现tc4钛合金返回料双流圆锭的生产。本发明可以通过一次熔铸，产出两根tc4圆锭，使得生产效率大幅提升。

技术特征：

1.一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺，其特征在于，所述电子束冷床炉熔铸工艺包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺，其特征在于：所述铝豆、所述铝钒合金和所述海绵钛进行配比称重时的总重量控制在100～200kg。

3.根据权利要求1或2所述的一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺，其特征在于：所述混料设备中，所述铝豆、所述铝钒合金和所述海绵钛的充分混合时间为5～20min。

4.根据权利要求1或2所述的一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺，其特征在于：所述原料块送入到所述烘干炉的烘干温度控制在100～200℃，烘干时间控制在3～6h。

5.根据权利要求1或2所述的一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺，其特征在于：所述铸锭在所述电子束冷床炉内的冷却时间为6～10h。

6.根据权利要求1或2所述的一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺，其特征在于：所述电子束冷床炉中放入的所述原料块占80％，所述tc4钛合金返回料占20％。

7.根据权利要求1或2所述的一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺，其特征在于：所述铝豆、所述铝钒合金和所述海绵钛形成的所述混合料中，所述铝元素质量分数为6.3％，所述钒元素质量分数为4％。

8.根据权利要求1或2所述的一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺，其特征在于：所述铝豆、所述铝钒合金和所述海绵钛形成的所述混合料中，所述铝元素质量分数为6.5％，所述钒元素质量分数为4％。

9.根据权利要求1或2所述的一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺，其特征在于：所述铝豆、所述铝钒合金和所述海绵钛形成的所述混合料中，所述铝元素质量分数为6.6％，所述钒元素质量分数为4％。

10.根据权利要求1或2所述的一种tc4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺，其特征在于：所述第一结晶器和所述第二结晶器的内径为380mm。

技术总结本发明公开了一种TC4钛合金返回料双流圆锭的电子束冷床炉熔炼工艺，选用海绵钛、TC4钛合金返回料、铝豆、铝钒合金作为原料，根据TC4钛合金返回料成分检测情况，将铝豆、铝钒合金、海绵钛按一定比例混料压块，将压块后的TC4钛合金料送入烘干炉中进行烘干，然后将烘干后的钛合金料和TC4钛合金返回料一起装入电子束冷床炉中进行抽真空、预热、做头、熔炼、补缩、冷却、出锭。冷床两端各设置有一个溢流口，拉锭仓中溢流口对应位置各摆放一个圆柱形结晶器，TC4合金熔体经两个溢流口分别流入两个结晶器中，从而实现TC4钛合金返回料双流圆锭的生产。本发明可以通过一次熔铸，产出两根TC4圆锭，使得生产效率大幅提升。技术研发人员：储双杰,姜浩,梁高飞,史亚鸣,朱晓龙,肖永江受保护的技术使用者：宝武特种冶金有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2