本發(fā)明屬于鈦合金加工，具體涉及一種高均勻鈦合金自耗電極的制備方法。

背景技術(shù)：

1、目前鈦合金自耗電極的制備方法是：將各種原材料混合均勻后，分段壓制小塊電極塊，然后通過(guò)真空等離子焊接為整體自耗電極(壓制成一塊塊的整圓、半圓或其他形狀的電極塊，最后焊接成為一整根電極)。

2、混布料：首先通過(guò)稱料裝置將不同種類、不同粒度的原材料按一定的重量配比稱重后，輸送到混料機(jī)，混料系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)部的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)或混料器罐體旋轉(zhuǎn)等方式使各種原材料混合均勻。

3、電極壓制、焊接：采用油壓機(jī)將混合均勻的原材料壓制整圓、半圓或其他形狀的電極塊，軸向壓制，碼垛整齊，然后將多個(gè)電極塊在真空等離子焊箱中焊接成為整體自耗電極。

4、申請(qǐng)?zhí)枮?02210683931的發(fā)明公開了一種提高鈦合金整體自耗電極混料均勻性的制備方法，通過(guò)在混料器內(nèi)置旋轉(zhuǎn)葉片和混料器罐體旋轉(zhuǎn)，使原材料在輸送、倒入模具筒的過(guò)程中不斷混合，提高了鈦合金壓制電極中原材料分布的均勻性。

5、申請(qǐng)?zhí)枮?024102126900的發(fā)明公開了一種多元鈦合金鑄錠的制備方法，通過(guò)采用四元以上多元鈦合金和用海綿鈦包裹預(yù)混料的方式改善了電極內(nèi)部合金分布的均勻性。

6、上述現(xiàn)有技術(shù)對(duì)改善鈦合金自耗電極中合金分布均勻性都有一定作用，但由于各種原材料本身粒度和密度不一，且部分合金配入重量較少，通過(guò)混料器機(jī)械混料，存在局部混料不均勻的問(wèn)題，重量占比少，粒度小，密度大的合金料在混料過(guò)程中部分無(wú)法混勻，且倒入模具后容易通過(guò)大顆粒的原材料間隙落到模具底部，導(dǎo)致電極塊中的合金料分布不均勻，如圖3所示。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高均勻鈦合金自耗電極的制備方法。本發(fā)明不通過(guò)混料器進(jìn)行機(jī)械混料，而是直接將原材料逐層均勻鋪設(shè)布料后，直接進(jìn)行壓制，且每個(gè)電極塊都是經(jīng)過(guò)多次壓制而成，即每個(gè)電極塊的截面都由多個(gè)壓制單元組成，每個(gè)壓制單元都是在每種原材料均勻鋪設(shè)后進(jìn)行壓制而成。電極壓制方向與電極在真空自耗熔煉過(guò)程中的熔化方向垂直(沿徑向壓制，沿軸向熔化)，熔化時(shí)電極橫截面上各種原材料分布均勻，熔煉過(guò)程中熔池里原材料分布均勻，有助于鑄錠的成分均勻穩(wěn)定。本發(fā)明的制備方法能夠解決現(xiàn)有鈦合金整體自耗電極混料均勻性差導(dǎo)致的鑄錠成分不均勻、偏析的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案是：

3、一種高均勻鈦合金自耗電極的制備方法，包括以下步驟：

4、步驟s1、原材料準(zhǔn)備：以海綿鈦、高純金屬、中間合金以及殘鈦屑為原材料，按照合金成分稱取所需重量的原材料；

5、步驟s2、布料壓制電極塊：將原材料按粒度由大到小的順序依次逐層鋪設(shè)到電極壓制模具，所有原材料都完成一次鋪設(shè)布料后，進(jìn)行一次壓制，重復(fù)以上步驟，直至多次壓制后形成一個(gè)電極塊；

6、步驟s3、電極焊接：將若干個(gè)步驟s2中得到的電極塊在真空焊箱內(nèi)進(jìn)行真空等離子組焊處理，得到完整自耗電極。

7、進(jìn)一步地，步驟s2中所述電極塊是通過(guò)多次徑向壓制成型的。在后續(xù)的熔煉過(guò)程中沿軸向熔化，熔化時(shí)電極同一橫截面上各種原材料分布均勻。

8、進(jìn)一步地，步驟s2中所述電極壓制模具的內(nèi)腔截面形狀采用長(zhǎng)方形、半正八邊形及半圓形在內(nèi)的便于布料壓制電極塊的形狀。

9、進(jìn)一步地，步驟s2中先在模具底部鋪設(shè)一層海綿鈦，然后將剩余原材料高純金屬、中間合金以及殘鈦屑按粒度由大到小的順序依次逐層均勻鋪設(shè)在所述海綿鈦上。

10、本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：

11、本發(fā)明涉及的提高鈦合金自耗電極混布料均勻性的制備方法，不使用混料器機(jī)械混料，直接將原材料按粒度由大到小的順序在電極壓制模具進(jìn)行逐層鋪設(shè)實(shí)現(xiàn)均勻布料，然后利用油壓機(jī)分多次進(jìn)行電極塊徑向壓制。與現(xiàn)有的通過(guò)混料器機(jī)械混料、軸向壓制的電極制備方式相比，依據(jù)本發(fā)明制備的電極，原材料在電極同一橫截面和軸向分布更加均勻，十分有助于提高鈦合金熔煉鑄錠的成分均勻性。本發(fā)明制備工藝安全可靠，有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種高均勻鈦合金自耗電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高均勻鈦合金自耗電極的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述電極塊是通過(guò)多次徑向壓制成型的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高均勻鈦合金自耗電極的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述電極壓制模具的內(nèi)腔截面形狀采用長(zhǎng)方形、半正八邊形及半圓形在內(nèi)的便于布料壓制電極塊的形狀。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高均勻鈦合金自耗電極的制備方法，其特征在于，步驟s2中先在模具底部鋪設(shè)一層海綿鈦，然后將剩余原材料高純金屬、中間合金以及殘鈦屑按粒度由大到小的順序依次逐層均勻鋪設(shè)在所述海綿鈦上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種高均勻鈦合金自耗電極的制備方法，包括以下步驟：以海綿鈦、高純金屬、中間合金以及殘鈦屑為原材料，按照合金成分稱取所需重量的原材料；將原材料按粒度由大到小的順序依次逐層鋪設(shè)到電極壓制模具，所有原材料都完成一次鋪設(shè)布料后，進(jìn)行一次壓制，重復(fù)以上步驟，直至多次壓制后形成一個(gè)電極塊；將若干個(gè)電極塊在真空焊箱內(nèi)進(jìn)行真空等離子組焊處理，得到完整自耗電極。本發(fā)明將原材料逐層均勻鋪設(shè)布料后，直接進(jìn)行壓制，且每個(gè)電極塊都是經(jīng)過(guò)多次壓制而成，電極壓制方向與電極在真空自耗熔煉過(guò)程中的熔化方向垂直，熔化時(shí)電極橫截面上各種原材料分布均勻，熔煉過(guò)程中熔池里原材料分布均勻，有助于鑄錠的成分均勻穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：段旭斌,楊國(guó)慶,張宏嶺,余日成,鄧清華,祝學(xué)麗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇翔云鈦合金新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6