一种真空离心铸造钛及钛合金板坯装置制造方法
【专利摘要】一种真空离心铸造钛及钛合金板坯装置,涉及铸钛及钛合金板坯领域,主旨在于解决钛及钛合金板坯生产过程中易氧化,易惨杂的问题。本实用新型包括炉体(10),炉体(10)内部为真空腔体,炉体(10)内上部有假电极(9),假电极(9)带动电极(8),中部设有坩埚(7)和液压反转装置(6),下部设有离心电机(1)和离心盘(2),离心盘(2)上设置铸坯用石墨模具(4)及将钛液引入石墨模具(4)的石墨漏斗(5),石墨模具(4)与离心盘(2)通过卡具(3)压紧固定。本实用新型用于钛及钛合金板坯铸造。
【专利说明】一种真空离心铸造钛及钛合金板坯装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及铸钛及钛合金板坯领域,提供了一种真空离心铸造钛及钛合金板坯装置。
【背景技术】
[0002]传统的钛板坯生产包括以下流程:
[0003]①熔炼钛锭:钛及钛合金原材料,通常是经电解所得的高纯度海绵状固体,俗称“海绵钛”。根据熔炼设备,利用挤压机将海绵钛挤压成一定体积的电极块,再将若干电极块组焊,最后放到真空自耗炉中,熔炼成钛锭。
[0004]②锻造板坯:钛锭熔炼好后,放在高温炉中加热至相变点,保温半小时以上,利用锻造设备,将钛锭锻造成合理尺寸的板坯。板坯锻好后,在空气中冷却至常温。
[0005]③后续处理:板坯上下表面,需用铣床或刨床,去除表面氧化皮。四个端面,通常呈圆弧状,需用锯床、线切割等方法,去除四面圆角,是板坯成为一较为规则的长方体。如板坯表面仍有残余氧化皮活夹杂,需用磨具将其彻底去除。
[0006]现有技术存在以下三个缺点:①锻造属空气中高温作业,且钛是高温状态下属活跃金属,极易吸入空气中的氧、氮、氢等元素,造成杂质成分超标,进而影响成品板材的化学成分和力学性能;②锻造所得板坯,表面的氧化物、四个端面的圆头必须在轧制过程前完全去除,既降低了材料的成材率,又使生产周期变长;③如有内部夹杂,经锻造,极易在板坯内部被压扁、扩大,形成内部隔离层,甚至局部产生断面,影响产品质量。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种生产的钛及钛合金板坯,内部致密,无气孔、缩孔、夹杂等缺陷的真空离心铸造钛及钛合金板坯装置。
[0008]为了实现上述目的本实用新型采用以下技术方案:
[0009]真空离心铸造钛及钛合金板坯装置,包括炉体,炉体内部为真空腔体,炉体内上部有假电极,假电极带动电极,中部设有坩埚和液压反转装置,下部设有离心电机和离心盘,离心盘上设置有铸坯用石墨模具及将钛液引入石墨模具的石墨漏斗,石墨模具在离心盘上用卡具压紧固定。
[0010]本实用新型因为炉体内部为真空空腔,因此避免板坯在生产中,吸入空气中的氧、氮、氢等元素,造成杂质成分超标,进而影响成品板材的化学成分和力学性能的缺陷,且通过离心装置使得电解后的钛在离心力的作用下,可使熔融钛液以较高的速度在模具型腔内流动,提高钛液的充型能力,减少充型时间,且保证了铸钛内部致密,无气孔、缩孔、夹杂。[0011 ] 上述技术方案中,所述电极为钛电极,将钛电极引出炉体外的电极杆,钛电极带动假电极在炉体内运动。
[0012]上述技术方案中,离心装置,包括设置在炉体内下部的离心电机,离心电机上端设置有离心盘,石墨模具通过卡具固定在离心盘上。[0013]因为本实用新型采用以上技术方案,所以具备以下有益效果:
[0014]本实用新型所生产的钛及钛合金板坯,内部致密,无气孔、缩孔、夹杂等缺陷;生产的板坯表面无氧化物,表面平整,轧板前铣面量小,提高成材率;吸入空气中化学元素较少,保证力学性能;生产时间短;无高温炉加热、铸造等高温作业环节。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型结构示意图;
[0016]图2为石墨模具及漏斗装配图;
[0017]图3为石墨模具及漏斗装配俯视图。
[0018]1-离心电机、2-离心盘、3-卡具、4-石墨模具、4-1模具外壳、4-2-模具上盖、5-石墨漏斗、6-液压翻转装置、7-坩埚、8-电极、9-电极杆、10-炉体。
[0019]模具与离心盘间无配合,只用压板、螺杆压紧既可。
【具体实施方式】:
[0020]下面结合附图对本实用新型做进一步的说明:
[0021]实施例1
[0022]参阅图1、图2和图3,—种真空离心铸造钛及钛合金板还装置,涉及铸钛及钛合金板坯领域,主旨在于解决钛及钛合金板坯生产过程中易氧化,易惨杂的问题。本实用新型包括炉体10,炉体10内部为真空腔体,炉体10内上部设有假电极9,假电极9带动电极8,中部设有坩埚7和液压反转装置6,下部设有离心电机I和离心盘2,离心盘2上放铸坯用石墨模具4及将钛液引入石墨模具4的石墨漏斗5,石墨模具4在离心盘2上用卡具3压紧固定。
[0023]①石墨模具设计:根据所需板坯重量、尺寸及轧板工艺,计算出模具内腔的长、宽、高,并留出足够厚的外壁。
[0024]②石墨模具制备:石墨模具原料采用人造石墨块,具有一定强度和硬度,可使用机加设备进行加工。板坯模具内腔为长方体,造型较为简单,因此采用普通车床铣床既可完成模具的加工。加工完的石墨模具模块表面会有一些细小凹坑和微裂纹,用细砂纸轻微打磨型腔表面,可使大量的凹坑和裂纹弥合,从而提高铸出板坯表面光洁度。也可以在石墨模具型腔表面喷涂一层钛合金铸造用石墨模具涂料,可起到隔热保温、提高钛液充型能力,减少表面冷隔、留痕,提高铸造板坯表面光洁度。
[0025]③石墨模具除气:由于人造石墨中含有一定灰分,且容易吸附空气中的气体,因此在浇筑前必须进行真空高温焙烧。除气后的石墨模具如不能立即进行浇注,需要放置在低温供箱中保存。
[0026]④离心浇注:通过施加离心力,可使熔融钛液以较高的速度在模具型腔内流动,提高钛液的充型能力,减少充型时间,并减少冷却时金属钛内部的缩孔、酥松等缺陷。
[0027]⑤熔铸:熔炼和浇注在真空自耗凝壳炉中进行。当炉内真空度小于9Pa时开始熔炼,在烧注前3min启动离心电机,并逐步升至所需转速。当钛液熔化至规定重量后,立刻进行浇注,离心电机在浇注完成后保持转速4min。
【权利要求】
1.一种真空离心铸造钛及钛合金板坯装置,包括炉体(10),其特征在于:炉体(10)内部为真空腔体,炉体(10)内上部有假电极(9),假电极(9)带动电极⑶,中部设有坩埚(7)和液压反转装置(6),下部设有离心电机(I)和离心盘(2),离心盘(2)上设置铸坯用石墨模具(4)及将钛液引入石墨模具(4)的石墨漏斗(5),石墨模具(4)与离心盘(2)通过卡具(3)压紧固定。
2.根据权利要求1所述的一种真空离心铸造钛及钛合金板坯装置,其特征在于:电极(8)采用钛电极。
【文档编号】B22D13/00GK203817328SQ201420266395
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】刘健 申请人:攀枝花市天民钛业有限公司