專利名稱：：一種鈦合金Ti-62222s及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鈦合金及其制備，具體地說是一種Ti-62222s鈦合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著鈦合金的不斷發(fā)展，越來越需求高強(qiáng)度和高韌性的鈦合金，一種鈦合金Ti-62222s在制備過程中，中間合金直接加入鈦里進(jìn)行熔煉，避免了單純的分別加入金屬錫和金屬鉻的繁瑣性，避免了由于金屬單質(zhì)熔點(diǎn)不一致，所施加的熔煉電流忽高忽低，不容易控制的現(xiàn)象，這樣鈦合金的制備熔煉過程穩(wěn)定，且成份不容易偏析；現(xiàn)有的一種用鈦合金熔煉的鋁鈦稀土化合物型中間合金(專利申請(qǐng)?zhí)?4112628.5)，其抗氧化性能較好，但其成本較高，并且適應(yīng)面較窄(用于單純稀土型鈦合金的熔煉)，不能滿足現(xiàn)代鈦合金生產(chǎn)多樣化的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、適合于現(xiàn)代市場(chǎng)需求的晶粒細(xì)小、易于加工鍛造，用此合金加工的板材其性能中的抗拉強(qiáng)度高達(dá)11001300MPa，延伸率12~20%.的Ti-62222s鈦合金及其制備(熔煉)方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種Ti-62222s鈦合金，按重量百分比計(jì)合金組成為，Al5.36.10%，Sn1.802.20%,Zr1.802.20%，Mo1.80~2.20%，Cr1.80~2.20%，Si0.13~0.19%，Ti為余量。較佳的合金組成為，A15.5%，Sn2.0%，Mo2.0%，Cr2.0%，Zr2,0%，Si0.15%，F(xiàn)e<0.08%，C<0.08%，N《0.03%，H《0.015%，O《0.12%，Ti為余量。所述Ti-62222s鈦合金的制備方法采用真空自耗電極電弧熔煉法，以海綿鈦為主料，以中間合金AlSn50、AlCr50、AlMo60、海綿鋯、工業(yè)硅、鋁豆和鋁箔為配料；1)制備合金包將原料AlSn50、AlCr50、AlMo60、海綿鋯、工業(yè)硅、鋁豆按所需比例采取層層鋪料法，平攤于預(yù)定規(guī)格的鋁箔中，并將其封好口壓緊；2)制備電極按所需比例取海綿鈦和合金包，將海綿鈦分成份，首先平攤一層海綿鈦，其上水平放1包合金包，然后每加一層海綿鈦平攤后，水平放1包合金包，以此類推，最后在最上面平攤一層海綿鈦，擠壓成電極進(jìn)行電弧熔煉。所述熔煉技術(shù)參數(shù)熔前真空度〈3Pa，漏氣率3分鐘《6Pa，熔煉真空度《3Pa，熔煉電流及補(bǔ)縮電流10KA/20~30分一9.5KA/30~40分一9KA〃080分一8KA/1020分一7KA/13分一6KA/13分一5KA/13分一4KA/13分一3KA/3~5分一2.5KA/58分一2KA/1520分。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果(請(qǐng)強(qiáng)調(diào)加Si的好處？？，并在實(shí)例中給出相關(guān)的數(shù)據(jù)體現(xiàn)？？)1.便于鈦合金的制備。本發(fā)明配料以合金包的形式均勻加入海綿鈦中，用真空自耗電弧爐熔煉鈦合金電流易控制，電損耗小，成本低，方便了鈦合金的制備。2.成份均勻。按照本發(fā)明方法進(jìn)行制備的Ti-62222s鈦合金均勻，易于加工鍛造，為后繼加工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3.細(xì)化晶粒按照本發(fā)明方法進(jìn)行制備的Ti-62222s鈦合金，其晶粒細(xì)小，縮性和強(qiáng)度好，便于后繼加工，可以提高加工產(chǎn)品成品率。4.合理的性能本發(fā)明合金中加硅后，其加工板材性能中的抗拉強(qiáng)度高達(dá)11001300MPa,延伸率12~20%,同時(shí)還可以穩(wěn)定0相.具體實(shí)施例方式本發(fā)明是在Ti-62222鈦合金的基礎(chǔ)上，縮小了鋁、錫、鋯、鉬、鉻成份控制范圍，并且適當(dāng)?shù)募尤胫饕煞軸i元素，通過現(xiàn)有的設(shè)備、獨(dú)特的操作方法和熔煉工藝就可以獲得新型Ti-62222s鈦合金，下面通過實(shí)施例詳述本發(fā)明。采用真空自耗電極電弧烙煉法按常規(guī)步驟進(jìn)行，首先制備中間合金AlSn50、AlCr50、AMo60，其次按預(yù)算制備合金包、制備電極、電極烘干、電極焊接、裝爐、真空自耗電極電弧熔煉、冷卻、出爐、平頭車皮、取樣分析；實(shí)施例1.具體制備過程如下1.制備合金包:將原料AlSn50，AlCr50，AlMo60，海綿鋯，工業(yè)硅、鋁豆采取層層鋪料法,平攤于預(yù)定規(guī)格的鋁箔中，并將其封好口壓緊，貯存和運(yùn)輸要求水平；2.制備電極每節(jié)電極18kg25kg，將海綿鈦分成4份，加3包合金包，每加一層海綿鈦平攤后，水平放l包合金包，以此類推，擠壓電極；3.電極烘干擠壓完的電極主要放在烘干室內(nèi)進(jìn)行烘干，烘干溫度為50~60°C，以免電極受潮；4.擠壓完的電極水平擺齊縱向焊接，焊點(diǎn)要牢固且不得氧化成藍(lán)色；5.裝爐用起動(dòng)吊車將焊好的電極裝爐、封爐；6.用真空自耗電極電弧爐進(jìn)行熔煉，熔煉兩次，熔煉技術(shù)參數(shù)熔煉一次錠時(shí)，熔前真空度〈Pa，漏氣率3分鐘《6Pa，熔煉真空度《3Pa，熔煉電流5.0KA6.0KA;熔煉二次鑄錠時(shí)，熔前真空度〈3Pa，漏氣率3分鐘《6Pa，熔煉真空度《3Pa，熔煉電流及補(bǔ)縮電流8KA/15~20分一7.5KA/20~25分一7KA/3~5分一6KA/35分一5KA/3~5分一4KA/35分一3KA/l-3分一2.0KA/13分一1.5KA/1015分；7.冷卻出爐:熔煉完后鑄錠要求冷卻，冷卻到200°C以下出爐，以免未冷卻出爐的鑄錠氧化、灼傷人員和發(fā)生其它危險(xiǎn)。8.用車床平頭且車掉表皮冷隔等缺陷；9.用車床在鑄錠頭部及上、中、下分別取塊狀和屑狀試樣，送分析檢測(cè)中心檢測(cè)。實(shí)施例2.具體制備過程如下1.制備合金包將原料AlSn50、AlCr50、AlMo60、海綿鋯、工業(yè)硅、鋁豆采取層層鋪料法，平攤于預(yù)定規(guī)格的鋁箔中，并將其封好口壓緊，貯存和運(yùn)輸要求水平；2.制備電極每節(jié)電極38kg50kg將海綿鈦分成6份，加5包合金包，每加一層海綿鈦平攤后，水平放l包合金包，以此類推，擠壓電極；3.電極烘干:擠壓完的電極要主放在烘干室內(nèi)進(jìn)行烘干，烘干溫度為160200°C，以免電極受潮.4.擠壓完的電極水平擺齊縱向焊接，焊點(diǎn)要牢固且不得氧化成藍(lán)色.5.裝爐:用起動(dòng)吊車將焊好的電極裝爐、封爐6.用真空自耗電極電弧爐進(jìn)行熔煉,熔煉兩次,熔煉技術(shù)參數(shù)熔煉一次錠時(shí),熔前真空度。Pa,漏氣率3分鐘《6Pa,熔煉真空度《3Pa，熔煉電流5.0KA7KA，熔煉二次鑄錠時(shí),熔前真空度〈Pa，漏氣率3分鐘《6Pa,熔煉真空度《3Pa，熔煉電流及補(bǔ)縮電流10KA/2030分一9.5KA/30~40分一9KA/7080分一8KA/1020分一7KA/13分一6KA/13分—5KA/13分一4KA/1~3分一3KA/3~5分一2.5KA/58分一2KA/15~20分.7.冷卻出爐:熔煉完后鑄錠要求冷卻，冷卻到20(TC以下出爐，以免未冷卻出爐的鑄錠氧化、灼傷人員和發(fā)生其它危險(xiǎn)。S.用車床平頭且車掉表皮冷隔等缺陷.9.用車床在鑄錠頭部及上、中、下分別取塊狀和屑狀試樣，送分析檢測(cè)中心檢測(cè).實(shí)施例3.具體制備過程如下1.制備合金包將原料AlSn50，AlCr50,AlMo60，海綿鋯,工業(yè)硅、鋁豆采取層層鋪料法，平攤于預(yù)定規(guī)格的鋁箔中,并將其封好口壓緊,貯存和運(yùn)輸要求水平.2.制備電極每節(jié)電極18kg25kg，將海綿鈦分成4份,加3包合金包，每加一層海綿鈦平攤后，水平放l包合金包，以此類推,擠壓電極；3.電極烘干:擠壓完的電極要主放在烘干室內(nèi)進(jìn)行烘干，烘干溫度為80120°C，以免電極受潮.4.擠壓完的電極水平擺齊縱向焊接，焊點(diǎn)要牢固且不得氧化成藍(lán)色.5.裝爐:用起動(dòng)吊車將焊好的電極裝爐、封爐6.用真空自耗電極電弧爐進(jìn)行熔煉,熔煉三次,熔煉技術(shù)參數(shù)熔煉一次錠時(shí)，熔前真空度〈Pa，漏氣率3分鐘《6Pa，熔煉真空度《3Pa,熔煉電流5.0KA6.0KA,熔煉二次鑄錠時(shí),熔前真空度〈3Pa,漏氣率3分鐘《6Pa,熔煉真空度《3Pa，熔煉電流7.0KA8.0KA，熔煉三次鑄錠時(shí)，熔前真空度〈3Pa,漏氣率3分鐘《6Pa,熔煉真空度《3Pa，熔煉電流及補(bǔ)縮電流10KA/2030分一9.5KA/3040分一9KA〃0~80分一8KA/10~20分—7KA/1~3分一6KA/13分一5KA/13分一4KA/13分一3KA/35分一2.5KA/5~8分一2KA/15~20分.7.冷卻出爐:熔煉完后鑄錠要求冷卻,冷卻到200°C以下出爐,以免未冷卻出爐的鑄錠氧化、灼傷人員和發(fā)生其它危險(xiǎn)。S.用車床平頭且車掉表皮冷隔等缺陷.9.用車床在鑄錠頭部及上、中、下分別取塊狀和屑狀試樣，送分析檢測(cè)中心檢測(cè).具體制備過程如下1.制備合金包將原料AlSn50,AlCr50,AlMo60，海綿鋯，工業(yè)硅、鋁豆采取層層鋪料法,平攤于預(yù)定規(guī)格的鋁箔中,并將其封好口壓緊,貯存和運(yùn)輸要求水平.2.制備電極每節(jié)電極38kg50kg將海綿鈦分成6份,加5包合金包，每加一層海綿鈦平攤后，水平放l包合金包，以此類推，擠壓電極.3.電極烘干:擠壓完的電極要主放在烘干室內(nèi)進(jìn)行烘干，烘干溫度為140170°C，以免電極受潮.4.擠壓完的電極水平擺齊縱向焊接,焊點(diǎn)要牢固且不得氧化成藍(lán)色.5.裝爐:用起動(dòng)吊車將焊好的電極裝爐、封爐6.用真空自耗電極電弧爐進(jìn)行熔煉，熔煉三次，熔煉技術(shù)參數(shù)熔煉一次錠時(shí)，熔前真空度〈3Pa，漏氣率3分鐘《6Pa,熔煉真空度《3Pa,熔煉電流6.0KA7.0KA,熔煉二次鑄錠時(shí),熔前真空度〈Pa，漏氣率3分鐘《6Pa，熔煉真空度《3Pa,熔煉電流8KA9.0KA,熔煉三次鑄錠時(shí)，熔前真空度〈3Pa,漏氣率3分鐘《6Pa，熔煉真空度《3Pa,熔煉電流及補(bǔ)縮電流llKA/20~30分一10.5KA/3040分—10KA/70~80分—9KA/1020分一8KA/13分一7KA/13分一6KA/13分一5KA/13分一4KA/35分一3KA/58分一2.5KA/58分一2.0KA/15分.7.冷卻出爐:熔煉完后鑄錠要求冷卻,冷卻到20(TC以下出爐,以免未冷卻出爐的鑄錠氧化、灼傷人員和發(fā)生其它危險(xiǎn)。S.用車床平頭且車掉表皮冷隔等缺陷.9.用車床在鑄錠頭部及上、中、下分別取塊狀和屑狀試樣，送分析檢測(cè)中心檢測(cè).實(shí)施例24均是按實(shí)施例1方法操作，與實(shí)施例l不同之處見表l，電流制度見上述制備過程；表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種Ti-62222s鈦合金，其特征在于按重量百分比計(jì)合金組成為，Al5.3～6.10％，Sn1.80～2.20％，Zr1.80～2.20％，Mo1.80～2.20％，Cr1.80～2.20％，Si0.13～0.19％，Ti為余量。2.按照權(quán)利要求1所述Ti-62222s鈦合金，其特征在于按重量百分比計(jì)合金組成為，A15.5%，Sn2.0%，Mo2.0%，Cr2.0%，Zr2肌Si0.15%，F(xiàn)e<0.08%，C<0.08%，N《0.03%，H《0.015%，O《0.12%，Ti為余量。3.—種權(quán)利要求1所述Ti-62222s鈦合金的制備方法，其特征在于采用真空自耗電極電弧熔煉法，以海綿鈦為主料，以中間合金AlSn50、AlCr50、AlMo60、海綿鋯、工業(yè)硅、鋁豆和鋁箔為配料；1)制備合金包將原料AlSn50、AlCr50、AlMo60、海綿鋯、工業(yè)硅、鋁豆按所需比例采取層層鋪料法，平攤于預(yù)定規(guī)格的鋁箔中，并將其封好口壓緊；2)制備電極按所需比例取海綿鈦和合金包，將海綿鈦分成份，首先平攤一層海綿鈦，其上水平放1包合金包，然后每加一層海綿鈦平攤后，水平放1包合金包，……以此類推，最后在最上面平攤一層海綿鈦，擠壓成電極進(jìn)行電弧熔煉。4.按照權(quán)利要求3所述Ti-62222s鈦合金的制備方法，其特征在于所述熔煉技術(shù)參數(shù)熔前真空度〈Pa，漏氣率3分鐘《6Pa，熔煉真空度《3Pa，熔煉電流及補(bǔ)縮電流10KA/20~30分一9.5KA/3040分一9KA/70-80分一8KA/10~20分一7KA/1~3分一6KA/1~3分一5KA/13分一4KA/13分—3KA/35分一2.5KA/58分一2KA/15~20分。5.按照權(quán)利要求3所述Ti-62222s鈦合金的制備方法，其特征在于所述配料成份重量含量為，Al5.3~6.10%,Sn1.802.20%,Zr1.80,2.20%，Mo1.802.20%，Cr1.802.20%，Si0.130.19%。6.按照權(quán)利要求5所述Ti-62222s鈦合金的制備方法，其特征在于所述配料成份重量含量為，5.7%A1，2.03%Sn，1.97%Mo，1.97%Cr，1.98%Zr，0.15%Si。全文摘要本發(fā)明涉及鈦合金，具體說是一種鈦合金及其制備方法，按重量百分比計(jì)合金組成為Ti余量，Al5.3～6.10％，Sn1.80～2.20％，Zr1.80～2.20％，Mo1.80～2.20％，Cr1.80～2.20％，Si0.13～0.19％，F(xiàn)e＜0.08％，C＜0.08％，N≤0.03％，H≤0.015％，O≤0.12％；熔煉技術(shù)參數(shù)熔前真空度＜3Pa，漏氣率3分鐘≤6Pa，熔煉真空度≤3Pa，熔煉電流及補(bǔ)縮電流2kA～10kA；制備過程首先制備中間合金AlSn50、AlCr50、AlMo60，其次按預(yù)算制備電極、電極烘干、電極焊接、裝爐、熔煉、冷卻、出爐、車皮、取樣分析；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)加入硅的此合金的細(xì)化晶粒，易于加工鍛造，用此合金加工的板材其性能中的抗拉強(qiáng)度達(dá)到(1100～1300)MPa，延伸率(12～20)％，同時(shí)還可以穩(wěn)定β相。文檔編號(hào)C22B34/00GK101597703SQ20081001165公開日2009年12月9日申請(qǐng)日期2008年6月4日優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日發(fā)明者張忠世,郭樹軍申請(qǐng)人:東港市東方高新金屬材料有限公司