專利名稱：一種生產(chǎn)鈦板坯的的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬板坯的生產(chǎn)方法，確切地說是一種利用海綿鈦或舊鈦料生產(chǎn)鈦板坯的方法。
近些年來，鈦板作為一種抗腐蝕性能強(qiáng)，物理及綜合機(jī)械能優(yōu)良的新型金屬板材已在許多技術(shù)領(lǐng)域中得到應(yīng)用，特別是在航天，軍事等高科技領(lǐng)域中應(yīng)用更為廣泛。鈦板與其它金屬板材一樣，也是由板坯軋制而成的?，F(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外普遍使用的鈦板坯的生產(chǎn)方法主要包括以下工藝步驟1、將海綿鈦擠壓或者將舊鈦料去除雜質(zhì)，污物后焊接成柱體狀物體，使之形成鈦電極；2、將鈦電極置入自耗真空爐內(nèi)，并與電極卡具相聯(lián)接，使之形成極端，之后，接通電源，使極端間起弧，使鈦電極受到一次熔煉，待鈦熔液在坩鍋中冷卻、凝固后，制得一次鈦錠；3再將一次鈦錠置入自耗真空爐內(nèi)，并與電極卡具相聯(lián)接，使之形成極端，再接通電源，使一次鈦錠受到再次熔煉，待鈦熔液在坩鍋中冷卻，凝固后，得到二次鈦錠；4、將二次鈦錠加熱至950℃，段造成鈦板坯毛坯；5、對(duì)鈦板坯毛坯的外表面進(jìn)行機(jī)加工，制得需要規(guī)格的鈦板坯。利用現(xiàn)有生產(chǎn)方法制造板坯存在的主要問題是1、工藝復(fù)雜，電能及人力、物力資源消耗量大，因而生產(chǎn)周期長(zhǎng)，制造成本高；2、原材料利用率較低，通常僅能達(dá)到60％左右。
本發(fā)明的目的是為人們提供一種生產(chǎn)鈦板坯的新方法，利用該方法生產(chǎn)鈦板坯，能縮短生產(chǎn)周期，降低制造成本，提高原材料利用率。
本發(fā)明提供的生產(chǎn)鈦板坯的方法由以下工序步驟組成A、用海綿鈦或者舊鈦料制成柱體狀物體，使之形成鈦電極；B、將鈦電極置入自耗真空凝殼爐腔內(nèi)，并固定聯(lián)接在位于該爐腔內(nèi)的電極卡頭上，使之形成一個(gè)極端；C、將鑄造所述鈦板坯的模具固定設(shè)置在位于所述爐腔內(nèi)并能高速旋轉(zhuǎn)的模體支座上，并使其澆鑄口與設(shè)置在該爐腔內(nèi)的盛液用坩鍋的液體流出口相對(duì)應(yīng)；D、封閉爐腔，并使?fàn)t腔內(nèi)真空度不低于6×10-3Pa，之后接通電源，移動(dòng)所述電極卡頭，使所述鈦電極連續(xù)接近與之相對(duì)的并構(gòu)成另一極端的所述坩鍋，使兩者之間保持起弧，并使兩者間熔煉電流達(dá)15000-16500A、熔煉電壓達(dá)30-40V，使鈦電極熔化成液體，并積于所述坩鍋內(nèi)。
E、使模體支座帶動(dòng)所述模具高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將所述坩鍋內(nèi)的液體注入該模具腔內(nèi)，并使該離心澆鑄過程在不多于6秒鐘的時(shí)間內(nèi)完成。
F、將澆鑄后的鈦板坯隨模自然冷卻，使之凝固成型。
G、開模，取出鑄件，即得鈦板坯成品。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)后與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)流程短，有利于提高生產(chǎn)效率；2、省略一次熔煉過程，并省略鍛造及銑加工工序，從而減少了電能資源及人力、物力資源的消耗，有利于降低于產(chǎn)品的制造成本；3、避免了鍛造、銑加工工序造成的材料損耗，從而提高了原材料的有效利用率，使之達(dá)到70-75％。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
一、主要生產(chǎn)設(shè)備的準(zhǔn)備準(zhǔn)備好規(guī)格為100Kg的自耗真空凝殼爐一臺(tái)、電焊機(jī)一臺(tái)。其中，自耗真空凝殼爐是一種應(yīng)用不很廣泛的已有設(shè)備，其主要技術(shù)特點(diǎn)是1、爐腔較大，爐腔內(nèi)設(shè)置可上、下往復(fù)移動(dòng)的用于固定安裝鈦電極的電極卡頭，在電極卡頭下方、并與其相對(duì)的位置上設(shè)置一個(gè)可翻轉(zhuǎn)的用于盛裝鈦電極熔化液的坩鍋，該坩鍋與上述鈦電極分別構(gòu)成兩個(gè)極端，在坩鍋的下部設(shè)置用來固定安裝鑄造模具、并能高速旋轉(zhuǎn)的模體支座。2、爐腔內(nèi)的真空度可達(dá)3.2×10-3Pa以上。
二、生產(chǎn)工藝過程A、取材料化學(xué)成份符合GB/T3620-94要求的舊鈦材若干，按通用技術(shù)手段去除其表面的雜質(zhì)、污物，待其干燥后，利用電焊機(jī)將其焊接成規(guī)格為Φ200mm×1150mm，重量為115Kg的柱狀體鈦電極。
B、將鈦電極置放到自耗真空凝殼爐腔內(nèi)，并將其垂直地固定聯(lián)接在電極卡頭上，使之形成一個(gè)極端。
C、按鈦板坯的制造規(guī)格制成鈦板坯鑄造模具，并將該模具固定安裝在模體支座上，并使其澆鑄口與坩鍋的液體流出口相對(duì)應(yīng)，以便保證坩鍋內(nèi)液體能順利地注入模具腔內(nèi)。
D、封閉爐腔，使?fàn)t腔內(nèi)真空，并使其真空度達(dá)到3.2×10-3Pa，同時(shí)接通電源，然后，移動(dòng)所述電極卡頭，使位于其上的鈦電極連續(xù)接近坩鍋或者其盛裝的鈦電極熔化液，使該兩極端之間保持起弧，并使兩極端之間的熔煉電流即瞬間短路電流達(dá)15300A，兩極端之間的熔煉電壓即瞬間短路電壓達(dá)36V，使鈦電極被熔煉成液體，并積于坩鍋內(nèi)。
E、使模體支座帶動(dòng)模具高速旋轉(zhuǎn)，然后，翻轉(zhuǎn)坩鍋，使其盛裝的液體通過其液體流出口及模具上的澆鑄口被注入模具腔內(nèi)，該離心澆鑄過程在4秒鐘內(nèi)完成。
F、打開爐腔、使所鑄鈦板坯隨模在爐內(nèi)自然冷卻，冷卻時(shí)間為30分鐘。
G、打開模具，取出鑄件，即可得到重量為85Kg的鈦板坯成品。
利用本發(fā)明提供的方法生產(chǎn)鈦板坯，從鈦電極裝入爐內(nèi)到生產(chǎn)出鈦板坯成品的全部工藝過程僅需要2小時(shí)-2小時(shí)30分鐘的時(shí)間，具有很高的生產(chǎn)效率。
經(jīng)檢驗(yàn)該鈦板坯的化學(xué)成份符合GB3620-94標(biāo)準(zhǔn)，利用該鈦板坯生產(chǎn)的鈦板材力學(xué)性能符合GB3621-94標(biāo)準(zhǔn)。
本實(shí)施例中給出的生產(chǎn)鈦板坯的方法不是唯一的，例如，第一，就生產(chǎn)原材料而言，它還可以是海綿鈦，而將其制成鈦電極的方法，則可以是擠壓成型的方法；第二，在鈦電極熔煉過程中爐腔內(nèi)的真空度只要不低于6×10-3Pa均是可以的，但提高爐內(nèi)真空度，能夠減少鈦電極在熔煉過程中被氧化的機(jī)會(huì)，有利于提高鈦板坯的生產(chǎn)質(zhì)量；第三，在保證能夠生產(chǎn)出鈦板坯的條件下，熔煉電流可以是15000-16500A這間的任意值，熔煉電壓可以是30-40V之間的任意值；第四，就離心澆鑄時(shí)間而言，它也可以是5秒或者6秒，當(dāng)然，澆鑄越長(zhǎng)，鈦熔液被氧化的機(jī)會(huì)就越多，生產(chǎn)的鈦板坯的質(zhì)量就差，當(dāng)澆鑄時(shí)間超過6秒時(shí)，生產(chǎn)出的鈦板坯的質(zhì)量就難以符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；第五、就澆鑄后的鈦板坯的冷卻方式而言，它還可以是隨模在空氣中自然冷卻。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)鈦板坯的方法，其特征在于它由以下工序步驟組成A、用海綿鈦或者舊鈦料制成柱體狀物體，使之形成鈦電極；B、將鈦電極置入自耗真空凝殼爐腔內(nèi)，并固定聯(lián)接在位于該爐腔內(nèi)的電極卡頭上，使之形成一個(gè)極端；C、將鑄造所述鈦板坯的模具固定設(shè)置在位于所述爐腔內(nèi)并能高速旋轉(zhuǎn)的模體支座上，并使其澆鑄口與設(shè)置在該爐腔內(nèi)的盛液用坩鍋的液體流出口相對(duì)應(yīng)；D、封閉爐腔，并使?fàn)t腔內(nèi)真空度不低于6×10-3Pa，之后接通電源，移動(dòng)所述電極卡頭，使所述鈦電極連續(xù)接近與之相對(duì)，并構(gòu)成另一極端的所述坩鍋，使兩者之間保持起弧，并使兩者間熔煉電流達(dá)15000-16500A、熔煉電壓達(dá)30-40V，使鈦電極熔化成液體，并積于所述坩鍋內(nèi)。E、使模體支座帶動(dòng)所述模具高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將所述坩鍋內(nèi)的液體注入該模具腔內(nèi)，并使該離心澆鑄過程在不多于6秒鐘的時(shí)是內(nèi)完成。F、將澆鑄后的鈦板坯隨模自然冷卻，使之凝固成型。G、開模，取出鑄件，即得鈦板坯成品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)鈦板坯的方法,該方法由以下工藝內(nèi)容組成:將海綿鈦或者舊鈦料擠壓或焊接成柱體狀鈦電極,然后在真空的自耗真空凝殼爐腔內(nèi),對(duì)鈦電極進(jìn)行一次熔煉,再將鈦電極熔液澆鑄在位于爐腔內(nèi)并高速旋轉(zhuǎn)的鈦板坯鑄造模具腔內(nèi),之后,開啟爐腔使鑄成的鈦板坯隨模冷卻,最后,開模即可得到鈦板坯成品。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)后與已有技術(shù)相比具有生產(chǎn)周期短,制造成本低,原材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B9/16GK1236819SQ9911287
公開日1999年12月1日 申請(qǐng)日期1999年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月22日
發(fā)明者孫宏勇 申請(qǐng)人:孫宏勇