專利名稱：一種用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，更具體地講，涉及一種用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法。
背景技術(shù)：
鈦或鈦合金鑄件具有優(yōu)良的性能，例如良好的耐腐蝕性、高強度且密度小等，所以目前在各行業(yè)得到了較為廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)中鈦或鈦合金鑄件大都采用海綿鈦進行生產(chǎn)，海綿鈦價格高，所以一定程度上造成鈦或鈦合金鑄件的成本高、價格高。鈦碎塊價格低， 但其由于成分復(fù)雜難于利用。目前，在工業(yè)生產(chǎn)上，對鈦碎塊一般采用酸堿進行處理，但由于鈦碎塊形狀、性狀差異很大，造成酸堿處理工藝難于控制，環(huán)保處理難度大，且獲得的鈦及鈦合金鑄件的質(zhì)量有限。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的鈦碎塊用酸堿處理難于控制的問題，本發(fā)明提供了一種用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法。
根據(jù)本發(fā)明的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，該方法包括以下步驟對鈦碎塊進行潔凈化處理；熔化鈦碎塊，得到鈦熔體；以及澆鑄鈦熔體，得到鈦或鈦合金鑄件。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，該方法還包括在對鈦碎塊進行潔凈化處理之前，對鈦碎塊鑒別分類。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，該方法還包括在對鈦碎塊鑒別分類與對鈦碎塊進行潔凈化處理之間，鋸切或剪切、篩選鈦碎塊。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，該方法還包括在對鈦碎塊進行潔凈化處理與熔化鈦碎塊之間，將鈦碎塊放入熔爐。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，將鈦碎塊放入熔爐的步驟包括將小鈦碎塊捆扎，將大鈦碎塊重疊。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，該方法還包括在熔化鈦碎塊的步驟中，將合金與鈦碎塊混口 ο
根據(jù)本發(fā)明的一方面，將鈦碎塊放入熔爐的步驟包括將合金與鈦碎塊混合，在合金與鈦碎塊的混合物中，鈦碎塊的質(zhì)量含量大于O. 01 %。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，鈦碎塊是加工純鈦或鈦合金時產(chǎn)生的純鈦碎塊或鈦合金碎塊中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，對鈦碎塊鑒別分類的步驟包括對不同牌號的鈦碎塊區(qū)別與分類，并且選擇同種牌號的鈦碎塊作為生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的原料；并對鈦碎塊篩分、磁選處理。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，對鈦碎塊進行潔凈化處理的步驟包括在真空條件下，使用有機溶劑浸泡和超聲波清洗的方法清潔鈦碎塊，然后在真空條件下烘干鈦碎塊。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，熔化鈦碎塊的步驟包括使用真空水冷銅坩堝感應(yīng)凝殼爐、 真空非自耗電極電弧凝殼爐、電子束凝殼爐、等離子束凝殼爐和真空電渣凝殼爐中的至少一種熔化鈦碎塊。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，澆鑄鈦熔體的步驟包括在熔模精密鑄造模型、石墨型或其它鑄型中將熔體鑄成鈦或鈦合金鑄件。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，該方法還包括對鈦或鈦合金鑄件進行清理、探傷、熱等靜壓、熱處理、機械處理中的至少一種后處理操作。


圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法的工藝流程圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的鈦碎塊重疊圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的鈦碎塊配加合金裝爐圖。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法得到的產(chǎn)品_鈦鑄件。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法作詳細說明。
圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦及鈦合金鑄件的方法的工藝流程圖。根據(jù)本發(fā)明的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法包括以下步驟對鈦碎塊進行潔凈化處理；熔化鈦碎塊，得到鈦熔體；以及澆鑄鈦熔體，得到鈦或鈦合金鑄件。
鈦碎塊可以是加工純鈦或鈦合金時產(chǎn)生的純鈦碎塊或鈦合金碎塊中的至少一種。 在一個實施例中，鈦碎塊是鈦熔鑄或加工過程中產(chǎn)生的鈦碎塊。
在對鈦碎塊進行潔凈化處理之前，還可對鈦碎塊鑒別分類。在一個實施例中，通過使用X射線熒光光譜儀或其它成分分析方法對不同牌號的鈦碎塊區(qū)別與分類，并且選擇同種牌號的鈦碎塊作為生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的原料。
然后，可鋸切或剪切、篩選鈦碎塊。在一個實施例中，通過對同種牌號的鈦碎塊進行鋸切或剪切，然后篩分、磁選處理，獲得滿足工業(yè)生產(chǎn)條件的鈦碎塊。
在對鈦碎塊進行潔凈化處理的步驟中，去除鈦碎塊中混有的雜質(zhì)，獲得潔凈的鈦碎塊。在一個實施例中，可通過在真空條件下，使用有機溶劑浸泡和超聲波清洗的方法清潔鈦碎塊，然后可進行烘干。
然后，可將潔凈的鈦碎塊放入熔爐。在一個實施例中，將小鈦碎塊捆扎，大鈦碎塊重疊，如圖2所示。
之后，可在熔爐內(nèi)將鈦碎塊熔化為液態(tài)，得到鈦熔體。鈦熔體具有均勻的化學(xué)組成。熔爐可以是真空水冷銅坩堝感應(yīng)凝殼爐、真空非自耗電極電弧凝殼爐、電子束凝殼爐、 等離子束凝殼爐或真空電渣凝殼爐中的至少一種。
在將潔凈的鈦碎塊放入熔爐或熔化鈦碎塊的步驟中，還可以將合金與鈦碎塊混合。在一個實施例中，在捆扎、重疊鈦碎塊或熔化鈦碎塊的步驟中，根據(jù)所要生產(chǎn)的鈦或鈦合金鑄件以及鈦碎塊的成分選擇并加入合金。如圖3所示，其示出了鈦碎塊配加合金的裝爐圖。在合金與鈦碎塊混合物中，鈦碎塊的質(zhì)量含量可以大于O. 01%。
然后，澆鑄鈦熔體，得到鈦或鈦合金鑄件，如圖4所示。在一個實施例中，采用熔模精密鑄造模型作為澆鑄模具。在另一實施例中，采用石墨型作為澆鑄模具。
接著，還可對鈦或鈦合金鑄件進行清理、探傷、熱等靜壓、熱處理、機械處理等中的至少一種后處理操作。
示例 I
將鈦碎塊鑒別分類，選擇TA2牌號鈦碎塊進行鋸切或剪切和篩選處理。在真空條件下，用有機溶劑浸泡和超聲波清洗得到的鈦碎塊，再烘干。在超聲波清洗過程中，超聲波頻率是28kHz，功率是200W，時間為20分鐘，震頭為8個，加熱功率為100W，溫度是50°C。在捆扎的過程中加入所要添加的合金，將所得100%小鈦碎塊和添加的合金捆扎成捆；再將捆扎的小鈦碎塊及合金裝入熔煉爐。采用真空水冷銅坩堝感應(yīng)凝殼爐對其進行熔化；熔化完后澆入熔模精密鑄造模型成鈦合金鑄件。對鈦合金鑄件進行清理、熱等靜壓、熱處理、機械加工等后期加工。
由此制得的鈦合金鑄件中雜質(zhì)Fe含量不大于O. 290 %,雜質(zhì)含量H不大于O.010%,雜質(zhì)O含量不大于O. 20%，雜質(zhì)N含量不大于O. 02%，雜質(zhì)和強度等參數(shù)明顯優(yōu)于GBT 3620. 1-2007《鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分》、GJB2896A-2007《鈦及鈦合金熔模精密鑄件規(guī)范》中的相應(yīng)參數(shù)。
示例 2
將鈦碎塊鑒別分類，選擇TC4牌號鈦碎塊進行鋸切或剪切和篩選處理。在真空條件下，用有機溶劑浸泡和超聲波清洗得到的鈦碎塊，再烘干。在超聲波清洗過程中，超聲波頻率是42kHz，功率是500W，時間是10分鐘，震頭數(shù)為4，加熱功率為300W，溫度是150°C。 將所得50%鈦碎塊與余需的海綿鈦捆扎成束狀；在熔化前加入所需補充的合金，再將捆扎的小鈦碎塊及合金裝入熔煉爐。采用真空非自耗電極電弧凝殼爐對其進行熔化；熔化完后澆入熔模精密鑄造模型成鈦合金鑄件。對鈦合金鑄件進行清理、熱等靜壓、熱處理、機械加工等后期加工。
由此制得的鈦合金鑄件中雜質(zhì)Fe含量不大于O. 290 %,雜質(zhì)含量H不大于O.010%,雜質(zhì)O含量不大于O. 20%，雜質(zhì)N含量不大于O. 02%，雜質(zhì)和強度等參數(shù)明顯優(yōu)于GBT 3620. 1-2007《鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分》、GJB2896A-2007《鈦及鈦合金熔模精密鑄件規(guī)范》中的相應(yīng)參數(shù)。
示例 3
將鈦碎塊鑒別分類，選擇TB7牌號鈦碎塊進行破碎和篩選處理。在真空條件下，用有機溶劑浸泡和超聲波清洗得到的鈦碎塊，再烘干。在超聲波清洗過程中，超聲波頻率是 28kHz，功率是800W，時間是5分鐘，震頭數(shù)為6，加熱功率為500W，溫度為100°C。將所得O.01 %鈦碎塊與余需的海綿鈦等捆扎成條束狀，將捆扎的小鈦碎塊及海綿鈦裝入熔煉爐。 采用電子束凝殼爐對其進行熔化，在熔化過程中加入所添加的合金；熔化完后澆入搗實鑄型成鈦合金鑄件。對鈦合金鑄件進行清理、熱等靜壓、熱處理、機械加工等后期加工。
由此制得的鈦合金鑄件中雜質(zhì)Fe含量不大于O. 290 %,雜質(zhì)含量H不大于O.010%,雜質(zhì)O含量不大于O. 20%，雜質(zhì)N含量不大于O. 02%，雜質(zhì)和強度等參數(shù)明顯優(yōu)于GBT 3620. 1-2007《鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分》、GJB2896A-2007《鈦及鈦合金熔模精密5鑄件規(guī)范》中的相應(yīng)參數(shù)。
綜上所述，本發(fā)明的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法生產(chǎn)的鈦或鈦合金鑄件具有良好的耐腐蝕性、密度小、強度高，與現(xiàn)有的使用酸堿處理鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金的方法相比，質(zhì)量和成分都明顯得到提高。
盡管上面已經(jīng)結(jié)合具體示例詳細描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚， 在不脫離權(quán)利要求所限定范圍的情況下，可以對上述示例進行各種變形和修改。
權(quán)利要求
1.一種用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟對鈦碎塊進行潔凈化處理；熔化鈦碎塊，得到鈦熔體；澆鑄鈦熔體，得到鈦或鈦合金鑄件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，所述方法還包括在對鈦碎塊進行潔凈化處理之前，對鈦碎塊鑒別分類。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，所述方法還包括在對鈦碎塊鑒別分類與對鈦碎塊進行潔凈化處理之間，鋸切或剪切、篩選鈦碎塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，所述方法還包括在對鈦碎塊進行潔凈化處理與熔化鈦碎塊之間，將鈦碎塊放入熔爐。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，將鈦碎塊放入熔爐的步驟包括將小鈦碎塊捆扎，將大鈦碎塊重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，所述方法還包括在熔化鈦碎塊的步驟中，將合金與鈦碎塊混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，將鈦碎塊放入熔爐的步驟包括將合金與鈦碎塊混合，在合金與鈦碎塊的混合物中，鈦碎塊的質(zhì)量含量大于O. 01 %。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，鈦碎塊是加工純鈦或鈦合金時產(chǎn)生的純鈦碎塊或鈦合金碎塊中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，對鈦碎塊鑒別分類的步驟包括對不同牌號的鈦碎塊區(qū)別與分類，并且選擇同種牌號的鈦碎塊作為生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的原料；并對鈦碎塊篩分、磁選處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，對鈦碎塊進行潔凈化處理的步驟包括在真空條件下，使用有機溶劑浸泡和超聲波清洗的方法清潔鈦碎塊，然后在真空條件下烘干鈦碎塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，熔化鈦碎塊的步驟包括使用真空水冷銅坩堝感應(yīng)凝殼爐、真空非自耗電極電弧凝殼爐、電子束凝殼爐、等離子束凝殼爐和真空電渣凝殼爐中的至少一種熔化鈦碎塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，澆鑄鈦熔體的步驟包括在熔模精密鑄造模型或石墨型中將熔體鑄成鈦或鈦合金鑄件。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，其特征在于，所述方法還包括對鈦或鈦合金鑄件進行清理、探傷、熱等靜壓、熱處理、機械處理中的至少一種后處理操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用鈦熔鑄或加工過程中產(chǎn)生的鈦碎塊生產(chǎn)鈦或鈦合金鑄件的方法，所述方法包括以下步驟對鈦碎塊進行潔凈化處理；熔化鈦碎塊，得到鈦熔體；以及澆鑄鈦熔體，得到鈦或鈦合金鑄件。
文檔編號C22B7/00GK102912122SQ20121041504
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者賀同正 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司