本發明專利技術公開了一種用于超低溫條件下的鈦合金的制備工藝，具體工藝如下所述：第一步、混合；第二步、電極制作；第三步、真空爐內進行熔煉；第四步、開坯；第五步、將鋸床下料、修磨好的鍛坯料裝入電爐內，加熱1030℃三軸向鐓拔滾圓，打磨修理；第六步、將打磨好的坯料裝爐，進行中間修理；第七步、將修完打磨的鈦合金坯料裝入電爐，坯料出爐后進行一鐓一拔出Φ100mm*L和Φ75mm*L的兩種規格棒材，有益效果：按照本發明專利技術所述制備工藝所制得的鈦合金材料，雜質含量低，具有超高純潔度，能夠勝任-253℃條件下工作，比現有的相關鈦合金材料降低了57℃的使用條件，具有了更廣闊的適用領域。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種鈦合金的制備工藝，特別涉及一種用于超低溫條件下的鈦合金的制備工藝。
技術介紹
目前，鈦合金因其高的比強度、優異的耐腐蝕性、良好的低溫性能迅速發展成為具有強大生命力的新型關鍵結構材料，被廣泛應用于航空航天、軍事工業以及民用等領域。由于鈦合金的密度比不銹鋼小得多，并且在低溫下熱傳導率低、膨脹系數小、無磁性，所以在航空航天行業、超導行業、船舶航海行業和深海探測等領域作為一種重要的低溫工程材料來使用。低溫下使用的結構件要求在保持一定強度的同時，還要求有良好的塑性、低的熱導率和優良的加工性能。隨著空間技術和超導技術的迅速發展、南極、北極科考工作等的蓬勃開展，鈦合金在低溫和極低溫環境的應用增多，比較先進的低溫鈦合金材料的制備工藝顯得尤為重要，但是，目前所普遍采用的制備工藝所生產出的鈦合金只能在_196°C以上的溫度條件下勝任工作，再低于_196°C的溫度就不能滿足要求了，因此，急需開發出一種用于超低溫度條件下的鈦合金的制備工藝，以生產出滿足相關行業要求的超低溫條件下的鈦I=1-Wl O
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決現有的鈦合金制備工藝生產出的鈦合金無法滿足超低溫度要求的問題而提供的一種用于超低溫條件下的鈦合金的制備工藝。本專利技術所述的一種用于超低溫條件下的鈦合金的制備工藝如下所述第一步、混合制備工藝中所用的鈦合金是由T1、Al、V、Fe、O、H和Zr組成，其中各組分的重量百分為 Ti 89. 458%, Al 6. 2%, V 4. 1%, Fe O. 1%, O O. 06%, H O. 002%, Zr O. 08%，按前述重量比例取各種材料放入布料機內進行充分地混合，Ti顆粒的粒度為 O. 83-25. 4mm, Al、V 和 Zr 的粒度為 O. 2-2. 5mm ；第二步、電極制作把第一步中混合好的合金放入到2500噸立式油壓機模具內進行擠壓電極，每節電極的重量為45Kg ；第三步、真空爐內進行熔煉把第二步中制作好的電極放入到真空爐中進行熔煉， 在真空爐中要進行Φ300* 、Φ380* 和Φ480* 三次熔煉，具體熔煉過程如下所述一次熔煉使用氬弧焊機把第二步中制作好的八節電極進行焊接在一起后，放入烘干室進行烘干，烘干溫度 為150-200°C，烘干時間為2h，電極烘干后放入到真空爐內，真空爐內的真空值達到標準后開始熔煉，熔煉時真空爐內的電流為 6200A-6500A，熔煉溫度為1750_1850°C，熔煉時間為2_2. 5h，熔煉爐內為銅坩堝結晶器，銅坩堝結晶器外設有循環水套，循環水套內充入循環水進行冷卻，熔煉完成后，往真空爐內充氬氣進行合金錠表面的保護，爐內溫度降到200-300°C時所熔煉的鈦合金錠出爐，出爐后的鈦合金錠表面進行打磨處理；二次熔煉使用氬弧焊機把一次熔煉后打磨好的兩個鈦合金錠進行焊接在一起后，放入到真空爐內，真空爐內的真空值達到標準后開始熔煉，熔煉時真空爐內的電流為 8500A-9000A，熔煉溫度為1850_1950°C，熔煉時間為4. 5_5h，熔煉爐內為銅坩堝結晶器，銅坩堝結晶器外設有循環水套，循環水套內充入循環水進行冷卻，熔煉完成后，往真空爐內充氬氣進行合金錠表面的保護，爐內溫度降到200-300°C時所熔煉的鈦合金錠出爐，出爐后的鈦合金錠表面進行打磨處理；三次熔煉使用氬弧焊機把二次熔煉后打磨好的兩個鈦合金錠進行焊接在一起后，放入到真空爐內，真空爐內的真空值達到標準后開始熔煉，熔煉時真空爐內的電流為 10500-11000A，熔煉溫度為2000-2050°C，熔煉時間為5. 5h，熔煉爐內為銅坩堝結晶器，銅坩堝結晶器外設有循環水套，循環水套內充入循環水進行冷卻，電流每三分鐘降低300A進行補縮排氣處理lh，以減少氣孔，熔煉完成后，往真空爐內充氬氣進行合金錠表面保護，爐內溫度降到200°C時所熔煉的鈦合金錠出爐，出爐后的鈦合金錠表面進行扒皮打磨處理，并且取樣進行化學分析，經過化學檢測把達到設計標準的鈦合金錠再進行探傷處理；第四步、開坯把第三步中經過真空爐熔煉后的經過檢測合格并被處理好的鈦合金錠裝入電爐或天然氣加熱爐內加熱到1150-1180°C，加熱時間為6h，然后用五噸電液錘八方倒角開坯到175mm*175mm*L八方坯，按照工藝規定要求鋸床下料打磨修理；第五步、將鋸床下料、修磨好的合金坯料裝入電爐內，在相變點以上1020°C加熱 2h,加熱過程中每三十分鐘把合金坯料進行翻轉使合金坯料受熱均勻，然后進行三軸向鐓拔滾圓，打磨修理；第六步 、將打磨好的坯料裝爐，在相變點以下950°C加熱2h，加熱過程中每三十分鐘把合金錠進行翻轉使合金錠受熱均勻，然后進行三軸向鐓拔滾圓，冷卻后進行打磨處理， 該合金錠為α+β兩相合金，相變點轉變溫度為985°C ；第七步、將修完打磨的鈦合金坯料裝入電爐中在925°C的溫度下加熱2h，每三十分鐘把合金錠進行翻轉使合金錠受熱均勻，坯料出爐后進行一鐓一拔鍛出0100mm*L和 075mm*L的兩種規格棒材，冷卻后在730-780°C的溫度條件下1. 5h進行消除應力退火處理，然后把合金錠從爐內取出進行自然冷卻，在爐溫降到530°C時，把合金錠放入到爐內4h 進行時效處理后隨爐進行自然冷卻。本專利技術的有益效果按照本專利技術所述制備工藝所制得的鈦合金材料，雜質含量低，具有超高純潔度，采用“三三一”鍛造工藝使生產出的鈦合金材料組織均勻性好，晶粒得到細化，極大地提高了塑性，能夠勝任_253°C條件下工作，比現有的相關鈦合金材料降低了 57°C的使用條件，具有了更廣闊的適用領域。附圖說明圖1為T1- Al- V相位圖。圖2為本專利技術工藝制取的鍛棒金相組織圖。具體實施方式本專利技術所述的一種用于超低溫條件下的鈦合金的制備工藝如下所述第一步、混合取Ti 1288.2Kg、Al 89. 28 Kg、V59.04 Kg,Fe1. 44 Kg,O 0. 86Kg、 H 0. 028 Kg、Zr1. 152 Kg，放入布料機內進行充分地混合，Ti顆粒的粒度為O. 83-25. 4mm, Al、V 和 Zr 的粒度為 O. 2-2. 5mm ；第二步、電極制作把第一步中混合好的合金放入到2500噸立式油壓機模具內進行擠壓電極，每節電極的重量為45Kg，共制取32節電極；第三步、真空爐內進行熔煉把第二步中制作好的電極放入到真空爐中進行熔煉， 在真空爐中要進行Φ300* 、Φ380* 和Φ480* 三次熔煉，具體熔煉過程如下所述一次熔煉使用氬弧焊機把第二步中制作好的八節電極進行焊接在一起后，放入烘干室進行烘干，烘干溫度為150-200°C，烘干時間為2h，電極烘干后放入到真空爐內，真空爐內的真空值達到標準后開始熔煉，熔煉時真空爐內的電流為 6200A-6500A，熔煉溫度為1750_1850°C，熔煉時間為2_2. 5h，熔煉爐內為銅坩堝結晶器，銅坩堝結晶器外設有循環水套，循環水套內充入循環水進行冷卻，熔煉完成后，往真空爐內充氬氣進行合金錠表面的保護，爐內溫度降到200-300°C時所熔煉的鈦合金錠出爐，出爐后的鈦合金錠表面進行打磨處理；二次熔煉使用氬弧焊機把一次熔煉后打磨好的兩個鈦合金錠進行焊接在一起后，放入到真空爐內，真空爐內的真空值達到標準后開始熔煉，熔煉時本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于超低溫條件下的鈦合金，其制備工藝如下所述：第一步、混合：制備工藝中所用的鈦合金是由Ti、Al、V、Fe、O、H和Zr組成，其中各組分的重量百分為Ti?89.458%、Al?6.2%、V?4.1%、Fe?0.1%、O?0.06%、H?0.002%、Zr?0.08%，按前述重量比例取各種材料放入布料機內進行充分地混合，Ti顆粒的粒度為0.83?25.4mm，Al、V和Zr的粒度為0.2?2.5mm；第二步、電極制作：把第一步中混合好的合金放入到2500噸立式油壓機模具內進行擠壓電極，每節電極的重量為45Kg；第三步、真空爐內進行熔煉：把第二步中制作好的電極放入到真空爐中進行熔煉，在真空爐中要進行Φ300*L、Φ380*L和Φ480*L三次熔煉，具體熔煉過程如下所述：一次熔煉：使用氬弧焊機把第二步中制作好的八節電極進行焊接在一起后，放入烘干室進行烘干，烘干溫度為150?200℃，烘干時間為2h，電極烘干后放入到真空爐內，真空爐內的真空值達到標準后開始熔煉，熔煉時真空爐內的電流為6200A?6500A，熔煉溫度為1750?1850℃，熔煉時間為2?2.5h，熔煉爐內為銅坩堝結晶器，銅坩堝結晶器外設有循環水套，循環水套內充入循環水進行冷卻，熔煉完成后，往真空爐內充氬氣進行合金錠表面的保護，爐內溫度降到200?300℃時所熔煉的鈦合金錠出爐，出爐后的鈦合金錠表面進行打磨處理；二次熔煉：使用氬弧焊機把一次熔煉后打磨好的兩個鈦合金錠進行焊接在一起后，放入到真空爐內，真空爐內的真空值達到標準后開始熔煉，熔煉時真空爐內的電流為8500A?9000A，熔煉溫度為1850?1950℃，熔煉時間為4.5?5h，熔煉爐內為銅坩堝結晶器，銅坩堝結晶器外設有循環水套，循環水套內充入循環水進行冷卻，熔煉完成后，往真空爐內充氬氣進行合金錠表面的保護，爐內溫度降到200?300℃時所熔煉的鈦合金錠出爐，出爐后的鈦合金錠表面進行打磨 處理；三次熔煉：使用氬弧焊機把二次熔煉后打磨好的兩個鈦合金錠進行焊接在一起后，放入到真空爐內，真空爐內的真空值達到標準后開始熔煉，熔煉時真空爐內的電流為10500?11000A，熔煉溫度為2000?2050℃，熔煉時間為5.5h，熔煉爐內為銅坩堝結晶器，銅坩堝結晶器外設有循環水套，循環水套內充入循環水進行冷卻，電流每三分鐘降低300A進行補縮排氣處理1h，以減少氣孔，熔煉完成后，往真空爐內充氬氣進行合金錠表面保護，爐內溫度降到200℃時所熔煉的鈦合金錠出爐，出爐后的鈦合金錠表面進行扒皮打磨處理，并且取樣進行化學分析，經過化學檢測把達到設計標準的鈦合金錠再進行探傷處理；第四步、開坯：把第三步中經過真空爐熔煉后的經過檢測合格并被處理好的鈦合金錠裝入電爐或天然氣加熱爐內加熱到1150?1180℃，加熱時間為6h,然后用五噸電液錘八方倒角開坯到175mm*175mm*L八方坯，按照工藝規定要求鋸床下料打磨修理；第五步、將鋸床下料、修磨好的合金坯料裝入電爐內，在相變點以上1020℃加熱2h,?加熱過程中每三十分鐘把合金坯料進行翻轉使合金坯料受熱均勻,然后進行三軸向鐓拔滾圓，打磨修理；第六步、將打磨好的坯料裝爐，在相變點以下950℃加熱2h，加熱過程中每三十分鐘把合金錠進行翻轉使合金錠受熱均勻，然后進行三軸向鐓拔滾圓，冷卻后進行打磨處理，該合金錠為α+β兩相合金，相變點轉變溫度為985℃；第七步、將修完打磨的鈦合金坯料裝入電爐中在925℃的溫度下加熱2h，每三十分鐘把合金錠進行翻轉使合金錠受熱均勻，坯料出爐后進行一鐓一拔鍛出Φ100mm*L和Φ75mm*L的兩種規格棒材，冷卻后在730?780℃的溫度條件下1.5h進行消除應力退火處理，然后把合金錠從爐內取出進行自然冷卻，在爐溫 降到530℃時，把合金錠放入到爐內4h進行時效處理后隨爐進行自然冷卻。...
【技術特征摘要】
1.一種用于超低溫條件下的鈦合金，其制備工藝如下所述第一步、混合制備工藝中所用的鈦合金是由T1、Al、V、Fe、O、H和Zr組成，其中各組分的重量百分為 Ti 89. 458%、Al 6.2%、V 4. 1%, Fe O. 1%、0 O. 06%、H O. 002%、Zr O. 08%，按前述重量比例取各種材料放入布料機內進行充分地混合，Ti顆粒的粒度為O. 83-25. 4mm, Al、V和Zr的粒度為O. 2-2. 5mm ；第二步、電極制作把第一步中混合好的合金放入到2500噸立式油壓機模具內進行擠壓電極，每節電極的重量為45Kg ；第三步、真空爐內進行熔煉把第二步中制作好的電極放入到真空爐中進行熔煉，在真空爐中要進行Φ300* 、Φ380* 和Φ480* 三次熔煉，具體熔煉過程如下所述一次熔煉使用氬弧焊機把第二步中制作好的八節電極進行焊接在一起后，放入烘干室進行烘干，烘干溫度為150-200°C，烘干時間為2h，電極烘干后放入到真空爐內，真空爐內的真空值達到標準后開始熔煉，熔煉時真空爐內的電流為6200A-6500A，熔煉溫度為1750-1850°C，熔煉時間為2-2. 5h，熔煉爐內為銅坩堝結晶器，銅坩堝結晶器外設有循環水套，循環水套內充入循環水進行冷卻，熔煉完成后，往真空爐內充氬氣進行合金錠表面的保護，爐內溫度降到200-300°C時所熔煉的鈦合金錠出爐，出爐后的鈦合金錠表面進行打磨處理；二次熔煉使用IS弧焊機把一次熔煉后打磨好的兩個鈦合金錠進行焊接在一起后，放入到真空爐內，真空爐內的真空值達到標準后開始熔煉，熔煉時真空爐內的電流為 8500A-9000A，熔煉溫度為1850_1950°C，熔煉時間為4. 5_5h，熔煉爐內為銅坩堝結晶器，銅坩堝結晶器外設有循環水套，循環水套內充入循環水進行冷卻，熔煉完成后，往真空爐內充氬氣進行合金錠表面的保護，爐內溫度降到200-300°C時所熔煉的鈦...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳國財，楊文甲，單學鋒，陳蘇，晁雷，張寶利，
申請(專利權)人：沈陽市亨運達鈦業開發有限公司，
類型：發明
國別省市：
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