電子束冷床爐熔煉純鈦鑄錠的工藝研究.pdf

1、鈦合金因其具有密度小、比強(qiáng)度高及優(yōu)異耐高溫和耐腐蝕性能，而廣泛應(yīng)用于航空航天、艦船、冶金、化工、電力等領(lǐng)域，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域和用量也越來越廣泛。
　　隨著航空航天領(lǐng)域尤其是航空發(fā)動(dòng)機(jī)對鈦合金冶金質(zhì)量要求的不斷提高，真空自耗電弧爐熔煉消除鈦及鈦合金中的高密度夾雜（HDI）和低密度夾雜（LDI）的能力限制，促進(jìn)了電子束爐熔煉技術(shù)的發(fā)展。電子束熔煉過程分為熔化區(qū)、精煉區(qū)、凝固區(qū)三個(gè)部分，利用高溫溶解和密度分離的原理，能夠有

2、效地在鈦及鈦合金熔煉過程中去除高密度夾雜（HDI）和低密度夾雜（LDI），生產(chǎn)出潔凈優(yōu)質(zhì)無夾雜的鈦合金鑄錠。
　　本課題研究了電子束冷床爐熔煉純鈦鑄錠的工藝過程。分析對比了原料控制（海綿鈦使用+返回料使用比例）、熔煉參數(shù)、電子束掃描花樣、熔化速度等工藝參數(shù)對純鈦鑄錠化學(xué)成分及冶金質(zhì)量的影響，并最終確定出合理的工藝，生產(chǎn)出符合GB/T3620.1—2007標(biāo)準(zhǔn)的鑄錠。
　　為保證鑄錠化學(xué)成分均勻性，試制出優(yōu)質(zhì)純鈦鑄錠，著重圍繞

3、原料質(zhì)量的控制和提高自耗電極均勻性開展工作。為此，試驗(yàn)中使用的殘料處理為干燥干凈無污染的原料；采用U形框和捆綁方式制備電極工藝，并捆綁電極芯料和U形框中殘鈦與電極塊在水平方向均勻擺放工藝；試驗(yàn)結(jié)果表明鑄錠化學(xué)成分均勻性得到了改善。
　　為提高鑄錠冶金質(zhì)量，根據(jù)不同種類的原料，采用了不同形狀、大小、位置和延遲時(shí)間、掃描頻率的掃描花樣工藝；通過調(diào)整熔化功率、熔化速度和拉錠速度，采用一次電子束冷床爐熔煉方法熔煉鑄錠工藝；試驗(yàn)結(jié)果顯示，上