钛合金返回料真空自耗电弧炉回收工艺研究

探讨了钛合金返回料的自耗电极制备工艺,采用VAR法制备出了不同返回料添加比例的TC4和TA15钛合金铸锭,并研究了铸锭的成分均匀性。结果表明:采用压制法制备自耗电极,碎块料的适宜添加比例≤25%,短板边适宜添加比例≤15%;采用捆绑法可以实现返回料100%添加,但电极密度较小、单重小、成分均匀性差,不适宜于重要用途铸锭的熔炼;添加碎块料熔炼TC4和TA15铸锭可以获得高品质的铸锭,但为了保持铸锭的成分均匀性和稳定性,采用20%以下的添加量为宜。

TC4返回料单次电子束冷床炉熔炼厚扁锭工艺研究

由于电子束冷床炉熔炼真空度高,熔炼铸锭的厚度大、截面积大,TC4返回料的形状尺寸不规则布料难度大、成分不均匀,导致TC4钛合金中的Al元素控制困难。研究了TC4返回料在专业化处理后,与海绵钛、Al-V中间合金及Al豆(返回料占原材料总量的50%)在3150 kW电子束冷床炉的单次熔炼工艺,结果表明:熔炼过程中Al元素挥发明显,挥发量为13%~24%(原料与铸锭中铝质量分数之差/原料中铝质量分数)、V元素的质量分数有略微上升。将原料中的Al、V质量分数分别添加到7.5%和4%,并通过合理布料,同时将熔炼速度控制在600 kg/h、炉内真空度为(5~8)×10-3 Torr(1 Torr=133.32 Pa),由此所获得的TC4钛合金化学成分均匀性好,成分符合GB/T 3620.1—2016标准的要求。