一種真空離心鑄造鈦及鈦合金板坯裝置製造方法
2023-10-04 17:33:29
一種真空離心鑄造鈦及鈦合金板坯裝置製造方法
【專利摘要】一種真空離心鑄造鈦及鈦合金板坯裝置，涉及鑄鈦及鈦合金板坯領域，主旨在於解決鈦及鈦合金板坯生產過程中易氧化，易慘雜的問題。本實用新型包括爐體(10)，爐體(10)內部為真空腔體，爐體(10)內上部有假電極(9)，假電極(9)帶動電極(8)，中部設有坩堝(7)和液壓反轉裝置(6)，下部設有離心電機(1)和離心盤(2)，離心盤(2)上設置鑄坯用石墨模具(4)及將鈦液引入石墨模具(4)的石墨漏鬥(5)，石墨模具(4)與離心盤(2)通過卡具(3)壓緊固定。本實用新型用於鈦及鈦合金板坯鑄造。
【專利說明】一種真空離心鑄造鈦及鈦合金板坯裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鑄鈦及鈦合金板坯領域，提供了一種真空離心鑄造鈦及鈦合金板坯裝置。
【背景技術】
[0002]傳統的鈦板坯生產包括以下流程:
[0003]①熔煉鈦錠:鈦及鈦合金原材料，通常是經電解所得的高純度海綿狀固體，俗稱「海綿鈦」。根據熔煉設備，利用擠壓機將海綿鈦擠壓成一定體積的電極塊，再將若干電極塊組焊，最後放到真空自耗爐中，熔煉成鈦錠。
[0004]②鍛造板坯:鈦錠熔煉好後，放在高溫爐中加熱至相變點，保溫半小時以上，利用鍛造設備，將鈦錠鍛造成合理尺寸的板坯。板坯鍛好後，在空氣中冷卻至常溫。
[0005]③後續處理:板坯上下表面，需用銑床或刨床，去除表面氧化皮。四個端面，通常呈圓弧狀，需用鋸床、線切割等方法，去除四面圓角，是板坯成為一較為規則的長方體。如板坯表面仍有殘餘氧化皮活夾雜，需用磨具將其徹底去除。
[0006]現有技術存在以下三個缺點:①鍛造屬空氣中高溫作業，且鈦是高溫狀態下屬活躍金屬，極易吸入空氣中的氧、氮、氫等元素，造成雜質成分超標，進而影響成品板材的化學成分和力學性能；②鍛造所得板坯，表面的氧化物、四個端面的圓頭必須在軋制過程前完全去除，既降低了材料的成材率，又使生產周期變長；③如有內部夾雜，經鍛造，極易在板坯內部被壓扁、擴大，形成內部隔離層，甚至局部產生斷面，影響產品質量。
【發明內容】
[0007]本實用新型的目的在於提供一種生產的鈦及鈦合金板坯，內部緻密，無氣孔、縮孔、夾雜等缺陷的真空離心鑄造鈦及鈦合金板坯裝置。
[0008]為了實現上述目的本實用新型採用以下技術方案:
[0009]真空離心鑄造鈦及鈦合金板坯裝置，包括爐體，爐體內部為真空腔體，爐體內上部有假電極，假電極帶動電極，中部設有坩堝和液壓反轉裝置，下部設有離心電機和離心盤，離心盤上設置有鑄坯用石墨模具及將鈦液引入石墨模具的石墨漏鬥，石墨模具在離心盤上用卡具壓緊固定。
[0010]本實用新型因為爐體內部為真空空腔，因此避免板坯在生產中，吸入空氣中的氧、氮、氫等元素，造成雜質成分超標，進而影響成品板材的化學成分和力學性能的缺陷，且通過離心裝置使得電解後的鈦在離心力的作用下，可使熔融鈦液以較高的速度在模具型腔內流動，提高鈦液的充型能力，減少充型時間，且保證了鑄鈦內部緻密，無氣孔、縮孔、夾雜。[0011 ] 上述技術方案中，所述電極為鈦電極，將鈦電極引出爐體外的電極杆，鈦電極帶動假電極在爐體內運動。
[0012]上述技術方案中，離心裝置，包括設置在爐體內下部的離心電機，離心電機上端設置有離心盤，石墨模具通過卡具固定在離心盤上。[0013]因為本實用新型採用以上技術方案，所以具備以下有益效果:
[0014]本實用新型所生產的鈦及鈦合金板坯，內部緻密，無氣孔、縮孔、夾雜等缺陷；生產的板坯表面無氧化物，表面平整，軋板前銑面量小，提高成材率；吸入空氣中化學元素較少，保證力學性能；生產時間短；無高溫爐加熱、鑄造等高溫作業環節。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型結構示意圖；
[0016]圖2為石墨模具及漏鬥裝配圖；
[0017]圖3為石墨模具及漏鬥裝配俯視圖。
[0018]1-離心電機、2-離心盤、3-卡具、4-石墨模具、4-1模具外殼、4-2-模具上蓋、5-石墨漏鬥、6-液壓翻轉裝置、7-坩堝、8-電極、9-電極杆、10-爐體。
[0019]模具與離心盤間無配合，只用壓板、螺杆壓緊既可。
【具體實施方式】:
[0020]下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明:
[0021]實施例1
[0022]參閱圖1、圖2和圖3,—種真空離心鑄造鈦及鈦合金板還裝置,涉及鑄鈦及鈦合金板坯領域，主旨在於解決鈦及鈦合金板坯生產過程中易氧化，易慘雜的問題。本實用新型包括爐體10，爐體10內部為真空腔體，爐體10內上部設有假電極9，假電極9帶動電極8，中部設有坩堝7和液壓反轉裝置6，下部設有離心電機I和離心盤2，離心盤2上放鑄坯用石墨模具4及將鈦液引入石墨模具4的石墨漏鬥5，石墨模具4在離心盤2上用卡具3壓緊固定。
[0023]①石墨模具設計:根據所需板坯重量、尺寸及軋板工藝，計算出模具內腔的長、寬、高，並留出足夠厚的外壁。
[0024]②石墨模具製備:石墨模具原料採用人造石墨塊，具有一定強度和硬度，可使用機加設備進行加工。板坯模具內腔為長方體，造型較為簡單，因此採用普通車床銑床既可完成模具的加工。加工完的石墨模具模塊表面會有一些細小凹坑和微裂紋，用細砂紙輕微打磨型腔表面，可使大量的凹坑和裂紋彌合，從而提高鑄出板坯表面光潔度。也可以在石墨模具型腔表面噴塗一層鈦合金鑄造用石墨模具塗料，可起到隔熱保溫、提高鈦液充型能力，減少表面冷隔、留痕，提高鑄造板坯表面光潔度。
[0025]③石墨模具除氣:由於人造石墨中含有一定灰分，且容易吸附空氣中的氣體，因此在澆筑前必須進行真空高溫焙燒。除氣後的石墨模具如不能立即進行澆注，需要放置在低溫供箱中保存。
[0026]④離心澆注:通過施加離心力，可使熔融鈦液以較高的速度在模具型腔內流動，提高鈦液的充型能力，減少充型時間，並減少冷卻時金屬鈦內部的縮孔、酥鬆等缺陷。
[0027]⑤熔鑄:熔煉和澆注在真空自耗凝殼爐中進行。當爐內真空度小於9Pa時開始熔煉，在燒注前3min啟動離心電機,並逐步升至所需轉速。當鈦液熔化至規定重量後，立刻進行澆注，離心電機在澆注完成後保持轉速4min。
【權利要求】
1.一種真空離心鑄造鈦及鈦合金板坯裝置，包括爐體(10)，其特徵在於:爐體(10)內部為真空腔體，爐體(10)內上部有假電極(9)，假電極(9)帶動電極⑶，中部設有坩堝(7)和液壓反轉裝置(6)，下部設有離心電機(I)和離心盤(2)，離心盤(2)上設置鑄坯用石墨模具(4)及將鈦液引入石墨模具(4)的石墨漏鬥(5)，石墨模具(4)與離心盤(2)通過卡具(3)壓緊固定。
2.根據權利要求1所述的一種真空離心鑄造鈦及鈦合金板坯裝置，其特徵在於:電極(8)採用鈦電極。
【文檔編號】B22D13/00GK203817328SQ201420266395
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月22日 優先權日:2014年5月22日
【發明者】劉健 申請人:攀枝花市天民鈦業有限公司