TZM合金的生產流程

簡介

常用的TZM合金生產方法有粉末冶金法和真空電弧熔煉法。這兩種製備方法各具特色，生產者可以根據產品要求和設備不同採用不同的製備方法。TZM合金的生產流程大致如下所示：混料-壓制-預燒-燒結-多次軋製和退火處理-TZM合金成品。

真空電弧熔煉法

真空電弧熔煉法是用電弧將純鉬熔化後按重量百分比添加一定量的Ti、Zr等合金元素，然後用常規鑄造的方法得到TZM合金。TZM合金的真空自耗電弧的熔煉工藝包括：電極製備、水冷效果、穩弧攪拌和熔煉功率等。良好的熔煉工藝對製備的TZM合金品質有一定的影響，要製備性能優良的TZM合金要對其熔煉工藝進行嚴格要求。

電極要求：電極的配料要均勻，表面應乾燥、光亮、無氧化且無明顯彎曲，符合規定的直度要求，使用時要捆紮緻密。

冷卻效果：在真空自耗熔煉爐中，結晶器的水冷作用主要有兩個：一個是帶走熔煉過程中釋放的熱量，保證結晶器不會被燒壞；其二是對合金的鑄錠內部組織的影響，它通過對鑄錠底部和四周的強烈加熱，使得鑄錠產生定向的柱狀晶組織。在熔煉TZM合金時，冷卻水壓控制在2.0~3.0 kg/cm²，水流層在10mm左右最佳。

穩弧攪拌作用：在熔煉TZM合金時，外加了一個與結晶器平行繞匝的線圈，通電後形成磁場，這一磁場的主要作用是約束電弧和使得熔池在攪拌的狀態下凝固，電弧的約束作用就稱為“穩弧”。另外，採取合適的穩弧磁場強度，會減少結晶器的擊穿事故。

熔煉功率：熔煉的功率指熔煉電流和電壓，它是一個重要的工藝參數，不恰當的參數，會造成TZM合金熔煉的失敗。選擇合適的熔煉功率與電機和結晶器的尺寸比值有很大的關係。將“L”比為電極和結晶器壁的距離，則L值越小，電弧對熔池的覆蓋面積越大，相同功率制度下熔池的加熱狀態越好，熔池越活潑。反之，則操作困難，容易發生偏弧和結晶器損壞。

粉末冶金法

粉末冶金法則是用高純鉬粉與Ti H₂粉、ZrH₂粉及石墨粉按比例均勻混合後經冷等靜壓成形，然後在保護氣氛下高溫燒結，得到TZM坯料。坯料再經過高溫熱軋(高溫鍛造)、高溫退火、中溫熱軋(中溫鍛造)、中溫退火消除應力、然後溫軋(溫鍛)而得到TZM合金（鉬鋯鈦合金）成品料。坯料的軋製(鍛造)工藝及隨後的熱處理對材料的性能、各向異性及織構有較大的影響。其主要生產流程如下所示：混粉→球磨→冷等靜壓成型→通入氫氣或其他保護氣體→在保護氣氛下高溫燒結→TZM坯料→高溫熱軋→高溫退火→中溫熱軋→中溫退火消除應力→溫軋→TZM合金。