TZM合金的生产流程

简介

常用的TZM合金生产方法有粉末冶金法和真空电弧熔炼法。这两种制备方法各具特色，生产者可以根据产品要求和设备不同采用不同的制备方法。TZM合金的生产流程大致如下所示：混料-压制-预烧-烧结-多次轧制和退火处理-TZM合金成品。

真空电弧熔炼法

真空电弧熔炼法是用电弧将纯钼熔化后按重量百分比添加一定量的Ti、Zr等合金元素，然后用常规铸造的方法得到TZM合金。TZM合金的真空自耗电弧的熔炼工艺包括：电极制备、水冷效果、稳弧搅拌和熔炼功率等。良好的熔炼工艺对制备的TZM合金质量有一定的影响，要制备性能优良的TZM合金要对其熔炼工艺进行严格要求。

电极要求：电极的配料要均匀，表面应干燥、光亮、无氧化且无明显弯曲，符合规定的直度要求，使用时要捆扎致密。

冷却效果：在真空自耗熔炼炉中，结晶器的水冷作用主要有两个：一个是带走熔炼过程中释放的热量，保证结晶器不会被烧坏；其二是对合金的铸锭内部组织的影响，它通过对铸锭底部和四周的强烈加热，使得铸锭产生定向的柱状晶组织。在熔炼TZM合金时，冷却水压控制在2.0~3.0 kg/cm²，水流层在10mm左右最佳。

稳弧搅拌作用：在熔炼TZM合金时，外加了一个与结晶器平行绕匝的线圈，通电后形成磁场，这一磁场的主要作用是约束电弧和使得熔池在搅拌的状态下凝固，电弧的约束作用就称为“稳弧”。另外，采取合适的稳弧磁场强度，会减少结晶器的击穿事故。

熔炼功率：熔炼的功率指熔炼电流和电压，它是一个重要的工艺参数，不恰当的参数，会造成TZM合金熔炼的失败。选择合适的熔炼功率与电机和结晶器的尺寸比值有很大的关系。将“L”比为电极和结晶器壁的距离，则L值越小，电弧对熔池的覆盖面积越大，相同功率制度下熔池的加热状态越好，熔池越活泼。反之，则操作困难，容易发生偏弧和结晶器损坏。

粉末冶金法

粉末冶金法则是用高纯钼粉与Ti H₂粉、ZrH₂粉及石墨粉按比例均匀混合后经冷等静压成形，然后在保护气氛下高温烧结，得到TZM坯料。坯料再经过高温热轧(高温锻造)、高温退火、中温热轧(中温锻造)、中温退火消除应力、然后温轧(温锻)而得到TZM合金（钼锆钛合金）成品料。坯料的轧制(锻造)工艺及随后的热处理对材料的性能、各向异性及织构有较大的影响。其主要生产流程如下所示：混粉→球磨→冷等静压成型→通入氢气或其他保护气体→在保护气氛下高温烧结→TZM坯料→高温热轧→高温退火→中温热轧→中温退火消除应力→温轧→TZM合金。