权利要求
1.一种电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，根据两相钛合金的名义成分进行配比，计算TC4钛合金返回料、海绵钛、
铝钒合金、铬铁合金、铝豆、钛铁合金的用量并称重，控制TC4钛合金返回料添加量≥50%;
S2，将海绵钛分成两部分，一部分海绵钛与铝钒合金、铝豆、钛铁合金进行混料压块获得第一压块料，一部分海绵钛与铬铁合金进行混料压块获得第二压块料;
S3，将第一压块料与第二压块料进行烘干处理;
S4，将烘干后的第一压块料装入电子束冷床炉的料箱底层，将TC4钛合金返回料装入第二层，将第二压块料装入TC4钛合金返回料的上方;
S5，装炉完成后密封电子束冷床炉，检漏后进行抽真空，直至电子束冷床炉内的真空度达到1Pa时开始起枪预热;
S6，开启冷床内1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪进行加热，待冷床内的液位高于溢流口时，开启5#电子枪进行加热，当冷床内的钛液流入结晶器时，开启6#电子枪、7#电子枪进行加热;
S7，在钛液铺满结晶器时，增加6#电子枪、7#电子枪的功率，直至钛液装满整个结晶器后开始熔铸和拉锭;
S8，熔铸结束后对铸锭的尾部进行补缩工作，之后进行冷却，冷却后打开电子束冷床炉，从结晶器内取出两相钛合金铸锭。
2.如权利要求1所述的电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，其特征在于，所述步骤S1中：
所述两相钛合金的名义成分为Ti-(6.90~7.60)Al-(3.90~4.10)V-(1.30~1.65)Cr-(0.90~1.10)Fe;
所述TC4钛合金返回料添加量为50%~80%。
3.如权利要求1所述的电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述第一压块料所用的海绵钛为所述海绵钛总量的50~60%。
4.如权利要求1所述的电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述烘干处理时，烘干温度为150~180℃，烘干时间为2~ 4h。
5.如权利要求1所述的电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述第一压块料、第二压块料的料层高度为 110 ~140mm，所述TC4钛合金返回料的料层高度为 300 ~ 500mm。
6.如权利要求1所述的电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪的功率为100~150kw、5#电子枪的功率为100~130kw、6#电子枪、7#电子枪的加热功率为100~180kW。
7.如权利要求1所述的电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述6#电子枪、7#电子枪的功率增加至240 ~300 kW。
8.如权利要求1所述的电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，其特征在于，所述步骤S7中：
所述熔铸过程中，通过调节所述1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪、5#电子枪、6#电子枪、7#电子枪的功率，确保物料的熔化速度与拉锭速度相匹配;
所述熔铸过程中，所述电子束冷床炉的真空度控制在0.5~3Pa;
所述熔铸过程中，控制结晶器内的液位高度距离结晶器边缘为5~30mm;
所述拉锭过程中，保持钛液流入结晶器内的流速与拉锭速度相匹配;
所述拉锭速度控制在300~500mm/h。
9.如权利要求8所述的电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述熔铸过程中，所述1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪的功率为150~300kW，所述5#电子枪的功率为110~130kW，所述6#电子枪、7#电子枪的功率为240~300kW。
10.如权利要求1~9之一所述的电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，其特征在于，所述两相钛合金铸锭的成分按质量百分比计如下：Al 5.0%～7.0%，V 3.0%～5.0%，Cr 0.5%～2.0%，Fe 0.5%～1.5%，余量为Ti和不可避免的杂质;
所述两相钛合金铸锭的密度4.4 ~4.5 g/cm3，抗拉强度≥ 865 MPa，屈服强度≥825MPa，冲击韧性为40 ~ 50 J/cm2，延伸率为8~11 %。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及钛合金熔炼技术领域，尤其涉及一种电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法。
背景技术
[0002]近年来，随着海洋工程、先进交通、能源装备等领域技术的发展和实施，对高性能合金材料的性能要求也越来越高;由于合金服役环境苛刻，因此具有高强韧、低密度、高耐蚀等综合优异性能的钛合金成为最理想的选择材料之一;然而国内钛合金板材成本居高不下，如何有效降低钛合金板材成本成为亟待解决的问题;
[0003]中国专利公开号CN116397132A公开了一种高性能低成本两相钛合金，通过大量利用TC4钛合金返回料再辅以少量中间合金，可以得到性能优异的低成本钛合金，有效降低了钛合金板的生产成本;但是该技术熔炼后得到的钛合金铸锭需进行开坯锻造以及固溶时效处理等处理，过程相对复杂，钛合金板的生产成本仍然较高，本发明免去了后续开坯锻造的过程，不仅降低了原料成本，还缩短了工艺流程，降低生产成本。
[0004]中国专利公开号CN 118109696 A公开了一种TC4钛合金块状返回料的电子束冷床炉熔炼扁锭工艺，通过选用海绵钛、TC4钛合金块状返回料、铝豆、铝钒合金作为原料，根据TC4钛合金块状返回料成分检测情况，将铝豆、铝钒合金、海绵钛按一定比例混料压块，将压块后的TC4合金料和TC4钛合金块状返回料一起装入电子束冷床炉中进行抽空、熔炼，最后得到TC4合金料扁锭，该技术可以降低碳排放及生产成本，实现钛资源的循环再利用;但是该技术主要是生产TC4钛合金，且未对原材料配比、布料方式以及熔炼过程的功率控制等进行详细说明，并不适用于本发明的两相钛合金的制备，无法实现低成本生产两相钛合金的目的。
发明内容
[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是提供一种电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，以TC4钛合金返回料为主料，辅以中间补偿合金，通过电子束冷床炉熔炼出可以直接轧制的两相钛合金铸锭，免去了后续开坯锻造的过程，不仅降低了原料成本，还缩短了工艺流程，从而实现低成本生产两相钛合金的目的。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
[0007]本发明提供了一种电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，包括以下步骤：
S1，根据两相钛合金的名义成分进行配比，计算TC4钛合金返回料、海绵钛、铝钒合金、铬铁合金、铝豆、钛铁合金的用量并称重，控制TC4钛合金返回料添加量≥50%;
S2，将海绵钛分成两部分，一部分海绵钛与铝钒合金、铝豆、钛铁合金进行混料压块获得第一压块料，一部分海绵钛与铬铁合金进行混料压块获得第二压块料;
S3，将第一压块料与第二压块料进行烘干处理;
S4，将烘干后的第一压块料装入电子束冷床炉的料箱底层，将TC4钛合金返回料装入第二层，将第二压块料装入TC4钛合金返回料的上方;
S5，装炉完成后密封电子束冷床炉，检漏后进行抽真空，直至电子束冷床炉内的真空度达到1Pa时开始起枪预热;
S6，开启冷床内1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪进行加热，待冷床内的液位高于溢流口时，开启5#电子枪进行加热，当冷床内的钛液流入结晶器时，开启6#电子枪、7#电子枪进行加热;
S7，在钛液铺满结晶器时，增加6#电子枪、7#电子枪的功率，直至钛液装满整个结晶器后开始熔铸和拉锭;
S8，熔铸结束后对铸锭的尾部进行补缩工作，之后进行冷却，冷却后打开电子束冷床炉，从结晶器内取出两相钛合金铸锭。
[0008]优选地，所述步骤S1中：
所述两相钛合金的名义成分为Ti-(6.90~7.60)Al-(3.90~4.10)V-(1.30~1.65)Cr-(0.90~1.10)Fe;
所述TC4钛合金返回料添加量为50%~80%。
[0009]优选地，所述步骤S2中，所述第一压块料所用的海绵钛为所述海绵钛总量的 50~60 %。
[0010]优选地，所述步骤S3中，所述烘干处理时，烘干温度为150~180℃，烘干时间为2~4h。
[0011]优选地，所述步骤S4中，所述第一压块料、所述第二压块料的料层高度为110 ~140mm，所述TC4钛合金返回料的料层高度为300~500mm。
[0012]优选地，所述步骤S6中，所述1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪的功率为100~150kw、5#电子枪的功率为100~130kw、6#电子枪、7#电子枪的加热功率为100~180kW。
[0013]优选地，所述步骤S7中，所述6#电子枪、7#电子枪的功率增加至240~300 kW。
[0014]优选地，所述步骤S7中：
所述熔铸过程中，通过调节所述1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪、5#电子枪、6#电子枪、7#电子枪的功率，确保物料的熔化速度与拉锭速度相匹配;
所述熔铸过程中，所述电子束冷床炉的真空度控制在0.5~3Pa;
所述熔铸过程中，控制结晶器内的液位高度距离结晶器边缘为5~30mm;
所述拉锭过程中，保持钛液流入结晶器内的流速与拉锭速度相匹配;
所述拉锭速度控制在300~500mm/h。
[0015]优选地，所述步骤S7中，所述熔铸过程中，所述1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪的功率为150~300kW，所述5#电子枪的功率为100~130kW，所述6#电子枪、7#电子枪的功率为240~300kW。
[0016]优选地，所述两相钛合金铸锭的成分按质量百分比计如下：Al 5.0%～7.0%，V3.0%～5.0%，Cr 0.5%～2.0%，Fe 0.5%～1.5%，余量为Ti和不可避免的杂质;
所述两相钛合金铸锭的密度为4.4 ~4.5 g/cm3，抗拉强度≥865 MPa，屈服强度≥825 MPa，冲击韧性为40~50 J/cm2，延伸率为8~11 %。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0018]本发明以TC4钛合金返回料为主料，辅以中间补偿合金，通过电子束冷床炉熔炼出可以直接轧制的两相钛合金铸锭，免去了后续开坯锻造的过程，降低了原料成本的同时也缩短了工艺流程，从而实现低成本生产高性能两相钛合金的目的;本发明以TC4钛合金返回料为主料，实现了实现钛资源的循环利用;本发明改进了装料方式，将压块后的海绵钛、铝钒合金、铝豆、钛铁合金压块料摆放在料箱底层，将TC4钛合金返回料摆放在第二层，将海绵钛、铬铁合金压块料摆放在上层，如此布料方式有利于降低高密度、高熔点的铬铁合金中铬元素的损失，同时减少低熔点的铝钒合金和铝豆中铝元素的挥发。
附图说明
[0019]图1为本发明电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法的流程图;
[0020]图2为电子枪和结晶器在冷床上的布置图;
[0021]其中，1、推料丝杆;2、推料板;3、料箱;4、物料;5、冷床;6、结晶器;7、1#电子枪;8、2#电子枪;9、3#电子枪;10、4#电子枪;11、5#电子枪;12、6#电子枪;13、7#电子枪。
具体实施方式
[0022]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
[0023]本发明以TC4钛合金返回料、海绵钛、铝钒合金、铬铁合金、铝豆、钛铁合金作为原料，较传统制备工艺可节省约10～20%的成本，通过电子束冷床炉熔炼出可以直接轧制的两相钛合金铸锭，缩短工艺流程，降低生产成本，实现钛资源的循环利用。
[0024]结合图1、图2所示，本发明提供了的电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，包括以下步骤：
S1，根据两相钛合金的名义成分进行配比，计算TC4钛合金返回料、海绵钛、铝钒合金、铬铁合金、铝豆、钛铁合金的用量并称重，控制TC4钛合金返回料添加量≥50%;
本步骤的目的是配比原料，根据两相钛合金的名义成分配比：Ti-(6.90~7.60)Al-(3.90~4.10)V-(1.30~1.65)Cr-(0.90~1.10)Fe，计算TC4钛合金返回料、海绵钛、铝钒合金、铬铁合金、铝豆、钛铁合金的用量，并对各原料进行称重，在配料时控制TC4钛合金返回料添加量≥50%，比如TC4钛合金返回料添加量为50%~80%;
本步骤中，以TC4钛合金返回料为主料，辅以中间补偿合金，即海绵钛、铝钒合金、铬铁合金、铝豆、钛铁合金，在配料时可先检测TC4钛合金返回料、海绵钛、铝钒合金、铬铁合金、铝豆、钛铁合金的成分情况;
S2，将海绵钛分成两部分，一部分海绵钛与铝钒合金、铝豆、钛铁合金进行混料压块获得第一压块料，一部分海绵钛与铬铁合金进行混料压块获得第二压块料;
本步骤主要是对原料进行处理，第一压块料所用的海绵钛为海绵钛总量的50~60%，第二压块料所用的海绵钛为剩余的海绵钛;
S3，将第一压块料与第二压块料进行烘干处理;
本步骤主要是对第一压块料与第二压块料进行烘干处理，烘干温度为150~180℃，烘干时间为2~ 4 h;
S4，将烘干后的第一压块料装入电子束冷床炉的料箱3底层，将TC4钛合金返回料装入第二层，将第二压块料装入TC4钛合金返回料的上方;
本步骤主要是将物料装炉，将烘干后的第一压块料装入电子束冷床炉的料箱3底层，第二层将TC4钛合金返回料装入底层上方，第三层是将第二压块料装入TC4钛合金返回料上方;其中，第一压块料、第二压块料的料层高度为110~140mm，TC4钛合金返回料的料层高度为300 ~ 500mm;
S5，装炉完成后密封电子束冷床炉，检漏后进行抽真空，直至电子束冷床炉内的真空度达到1Pa时开始起枪预热;
S6，开启冷床内1#电子枪7、2#电子枪8、3#电子枪9、4#电子枪10进行加热，待冷床内的液位高于溢流口时，开启5#电子枪11进行加热，当冷床内的钛液流入结晶器6时，开启6#电子枪12、7#电子枪13进行加热;
本步骤主要是利用冷床上布置的电子枪对物料4加热;通过两侧的推料丝杆1和推料板2将物料4从料箱3推至冷床5内，在冷床5内的电子枪的作用下加热熔化，其中，1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪的功率为100~150kw，5#电子枪的功率为100~130kw，6#电子枪、7#电子枪的加热功率为100~180kW;
S7，在钛液铺满结晶器6时，增加6#电子枪12、7#电子枪13的功率，直至钛液装满整个结晶器6后开始熔铸和拉锭;
本步骤是熔铸和拉锭过程，在钛液逐渐铺满结晶器6时，同步调整电子束的进气量，从而增加6#电子枪12、7#电子枪13的功率至240 ~ 300 kW，直至钛液装满整个结晶器6后开始熔铸和拉锭。上述的熔铸过程中，通过调节1#电子枪7、2#电子枪8、3#电子枪9、4#电子枪10、5#电子枪11、6#电子枪12、7#电子枪13的功率，确保物料的熔化速度与拉锭速度相匹配，在具体的熔铸过程中，1#电子枪7、2#电子枪8、3#电子枪9、4#电子枪10的功率为150~300kW，5#电子枪11的功率为100~130kW，6#电子枪12、7#电子枪13的功率为240~300kW;在熔铸过程中控制结晶器6内的液位高度距离结晶器6边缘为5~30mm;另外，该熔铸过程中，电子束冷床炉的真空度控制在0.5~3Pa。在拉锭过程中，要保持流入结晶器6内的液体流速和拉锭速度相匹配;在具体的实施例中，拉锭速度控制在300~500mm/h;
S8，熔铸结束后对铸锭的尾部进行补缩工作，之后进行冷却，冷却后打开电子束冷床炉，从结晶器6内取出两相钛合金铸锭。
[0025]上述方法制备的两相钛合金铸锭的成分按质量百分比计如下：Al 5.0%～7.0%，V 3.0%～5.0%，Cr 0.5%～2.0%，Fe 0.5%～1.5%，余量为Ti和不可避免的杂质;
两相钛合金铸锭的密度为4.4 ~4.5 g/cm3，抗拉强度≥865 MPa，屈服强度≥825MPa，冲击韧性为40~50 J/cm2，延伸率为8~11 %。
[0026]下面结合具体的例子对本发明的电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法进一步介绍。
[0027]下述实施例所熔铸的两相钛合金铸锭的目标成分为：Al：6%，V：4.0%， Cr：1.0%，Fe：1.0%，余量为Ti和不可避免的杂质。
[0028]实施例1
[0029]本实施例采用电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，具体过程如下：
[0030](1)TC4钛合金返回料添加比例为50%，并选用海绵钛、铝钒合金、铬铁合金、铝豆、钛铁合金进行组料，按照两相钛合金的名义成分Ti-7.6Al-4V-1.4Cr-1Fe进行配比，计算各个原料的用量并称重。
[0031](2)将海绵钛分为两部分，一部分海绵钛为海绵钛总量的50~60%，与铝钒合金、铝豆、钛铁合金按配比所需用量进行混料压块得到第一压块料;剩余的海绵钛与铬铁合金按配比所需用量进行混料压块得到第二压块料。
[0032](3)将第一压块料和第二压块料送入烘干炉中进行烘干处理：烘干温度150~180℃，烘干时间2小时。
[0033](4)将烘干后的压块料进行装炉，将第一压块料摆放在料箱3底层，TC4钛合金返回料摆放在第二层，第三层摆放第二压块料;其中，第一压块料、第二压块料的料层高度为110~140mm，TC4钛合金返回料的料层高度为300~500mm。
[0034](5)装炉完成后对电子束冷床炉进行密封、检漏，检漏完成后进行抽空，抽空至真空度1Pa时起枪预热。
[0035](6)先开启冷床5内1#电子枪7、2#电子枪8、3#电子枪9、4#电子枪10对物料4进行加热，待冷床5内液体的液位高过溢流口时，开启5#电子枪11进行加热，当冷床内的液体流入结晶器6后，开启6#电子枪12、7#电子枪13对液体进行加热;其中，1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪的功率为100~150kw，5#电子枪的功率为100~130kw，6#电子枪、7#电子枪的加热功率为100~180kW。
[0036](7)在钛液逐步铺满结晶器6时，同步调整电子束的进气量，从而增加6#电子枪12、7#电子枪13的功率至300kW，直至液体填满整个结晶器6，即可开始正常熔铸、拉锭。在拉锭过程中要保持流入结晶器6内的液体流速和拉锭速度相匹配。
[0037](8)在熔铸过程中，通过调节电子枪的功率，确保物料的熔化速度与拉锭速度相匹配，其中，1#电子枪7、2#电子枪8、3#电子枪9、4#电子枪10的功率为150~300kW，5#电子枪11功率为100~130kW，6#电子枪12、7#电子枪13功率为240~300kW，拉锭速度控制在300~500mm/h，炉内真空度范围为0.5~3Pa，结晶器6内液位高度控制在距离结晶器6边缘5~30mm。
[0038](9)熔铸过程结束后对铸锭的尾部进行补缩工作，铸锭完成补缩工作后进行冷却，冷却后打开所述电子束冷床炉，最后从结晶器6内取出两相钛合金铸锭。
[0039]本实施例制备的两相钛合金铸锭的性能如下：密度为4.47 g/cm3，抗拉强度为866MPa，屈服强度为828 MPa，冲击韧性为46 J/cm2，延伸率为 8.3%。
[0040]实施例2
[0041]本实施例采用电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，具体过程如下：
[0042](1)TC4钛合金返回料添加比例为60%，并选用海绵钛、铝钒合金、铬铁合金、铝豆、钛铁合金进行组料，按照两相钛合金的名义成分Ti-7.4Al-4V-1.4Cr-1Fe. 进行配比，计算各个原料的用量并称重。
[0043](2)将海绵钛分为两部分，一部分海绵钛为海绵钛总量的50~60%，与铝钒合金、铝豆、钛铁合金按配比所需用量进行混料压块得到第一压块料;剩余的海绵钛与铬铁合金按配比所需用量进行混料压块得到第二压块料。
[0044](3)将第一压块料和第二压块料送入烘干炉中进行烘干处理：烘干温度150~180℃，烘干时间不小于2小时。
[0045](4)将烘干后的压块料进行装炉，将第一压块料摆放在料箱3底层，TC4钛合金返回料摆放在第二层，第三层摆放第二压块料;其中，第一压块料、第二压块料的料层高度为110~140mm，TC4钛合金返回料的料层高度为300-500mm。
[0046](5)装炉完成后对电子束冷床炉进行密封、检漏，检漏完成后进行抽空，抽空至真空度1Pa时起枪预热。
[0047](6)先开启冷床5内1#电子枪7、2#电子枪8、3#电子枪9、4#电子枪10对物料4进行加热，待冷床内液体的液位高过溢流口时，开启5#电子枪进行加热，当冷床内的液体流入结晶器6后，开启6#电子枪、7#电子枪对液体进行加热;其中，1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪的功率为100~150kw，5#电子枪的功率为100~130kw，6#电子枪、7#电子枪的加热功率为100~180kW。
[0048](7)在钛液逐步铺满结晶器6时，同步调整电子束的进气量，从而增加6#电子枪12、7#电子枪13的功率至300kW，直至液体填满整个结晶器6，即可开始正常熔铸、拉锭。拉锭过程中要保持流入结晶器6内的液体流速和拉锭速度相匹配。
[0049](8)在熔铸过程中，通过调节电子枪的功率，确保物料的熔化速度与拉锭速度相匹配，其中，1#电子枪7、2#电子枪8、3#电子枪9、4#电子枪10功率为150~300kW，5#电子枪11功率为100~130kW，6#电子枪12、7#电子枪13功率为240~300kW，拉锭速度控制在300~500mm/h，炉内真空度范围为0.5~3Pa，结晶器6内液位高度控制在距离结晶器6边缘5~30mm。
[0050](9)熔铸过程结束后对铸锭的尾部进行补缩工作，铸锭完成补缩工作后进行冷却，冷却后打开所述电子束冷床炉，最后从结晶器6内取出两相钛合金铸锭。
[0051]本实施例制备的两相钛合金铸锭的性能如下：密度为4.49 g/cm3，抗拉强度为873 MPa，屈服强度为835 MPa，冲击韧性为47 J/cm2，延伸率为 9.4%。
[0052]实施例3
[0053]本实施例采用电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法，具体过程如下：
[0054](1)TC4钛合金返回料添加比例为70%，并选用海绵钛、铝钒合金、铬铁合金、铝豆、钛铁合金进行组料，按照两相钛合金的名义成分Ti-7.2Al-4V-1.4Cr-1Fe进行配比，计算各个原料的用量并称重。
[0055](2)将海绵钛分为两部分，一部分海绵钛为海绵钛总量的50~60%，与铝钒合金、铝豆、钛铁合金按配比所需用量进行混料压块得到第一压块料;剩余的海绵钛与铬铁合金按配比所需用量进行混料压块得到第二压块料。
[0056](3)将第一压块料和第二压块料送入烘干炉中进行烘干处理：烘干温度150~180℃，烘干时间2小时。
[0057](4)将烘干后的压块料进行装炉，将第一压块料摆放在料箱3底层，TC4钛合金返回料摆放在第二层，第三层摆放第一压块料;其中，第一压块料、第二压块料的料层高度为110~140mm，TC4钛合金返回料的料层高度为300~500mm。
[0058](5)装炉完成后对电子束冷床炉进行密封、检漏，检漏完成后进行抽空，抽空至真空度1Pa时起枪预热。
[0059](6)先开启冷床5内1#电子枪7、2#电子枪8、3#电子枪9、4#电子枪10对物料4进行加热，待冷床内液体的液位高过溢流口时，开启5#电子枪11进行加热，当冷床内的液体流入结晶器6后，开启6#电子枪12、7#电子枪13对液体进行加热;其中，1#电子枪、2#电子枪、3#电子枪、4#电子枪的功率为100~150kw，5#电子枪的功率为100~130kw，6#电子枪、7#电子枪的加热功率为100~180kW。
[0060](7)在钛液逐步铺满结晶器6时，同步调整电子束的进气量，从而增加6#电子枪12、7#电子枪13的功率300kW，直至液体填满整个结晶器6，即可开始正常熔铸、拉锭。拉锭过程中要保持流入结晶器6内的液体流速和拉锭速度相匹配。
[0061](8)在熔铸过程中，通过调节电子枪的功率，确保物料的熔化速度与拉锭速度相匹配，其中，1#电子枪7、2#电子枪8、3#电子枪9、4#电子枪10功率为150~300kW，5#电子枪11功率为100~130kW，6#电子枪12、7#电子枪13功率为240~300kW，拉锭速度控制在300~500mm/h，炉内真空度范围为0.5~3Pa，结晶器6内液位高度控制在距离结晶器6边缘5~30mm。
[0062](9)熔铸过程结束后对铸锭的尾部进行补缩工作，铸锭完成补缩工作后进行冷却，冷却后打开所述电子束冷床炉，最后从结晶器6内取出两相钛合金铸锭。
[0063]本实施例制备的两相钛合金铸锭的性能如下：密度为4.46 g/cm3，抗拉强度为869 MPa，屈服强度为832 MPa，冲击韧性为45 J/cm2，延伸率为 8.5%。
[0064]需要说明的是，上述实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
说明书附图(2)
声明：
“电子束冷床炉熔炼扁锭工艺低成本制备高性能两相钛合金的方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：宝武特种冶金有限公司, 攀枝花云钛实业有限公司, 宝山钢铁股份有限公司
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