[发明专利]用于形成和处理合金锭的系统和方法

说明书

此案是申请日为2011年1月24日、中国申请号为201180008238.3（国际申请号为PCT/US2011/022209）、发明名称为“用于形成和处理合金锭的系统和方法”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明公开一种用于形成合金锭的系统、设备及工艺。本发明也涉及一种用于加工合金锭的系统、设备及方法。本发明进一步涉及如本文所述形成及加工的合金锭及其它制品。

背景

金属合金产品(例如)可使用锭冶金操作制得。锭冶金操作包括熔化合金原料并浇铸经熔融的材料以形成一锭。锭冶金操作的非限制性实例是“三重熔化(triple melt)”技术，其包括三种熔化操作：(1)真空感应熔炼(VIM)，由原料制备所需合金组合物；(2)电渣精炼(ESR)，其可降低(例如)含氧包合体(inclusion)的含量，及(3)真空电弧重熔(VAR)，其可降低ESR后挥发性合金组份的含量及减少固化期间可发生的组成分离。

可热加工由锭冶金操作形成的合金锭以制造其它合金产品。例如，固化形成合金锭后，该锭经受锻造和/或挤压以由该锭形成坯段或其它合金制品。

概述

本文所公开的实施方案涉及一种用于形成合金锭的工艺。该工艺包括将合金衬垫置于供真空电弧重熔设备使用的坩埚中。将合金电极重熔于真空电弧重熔设备中。使该合金电极真空电弧重熔于该坩埚的合金衬垫中。如此，形成合金锭，其包含冶金结合于内部锭芯的外层。

其它实施方案涉及一种用于加工合金锭的方法。该方法包含对合金锭施力以使该合金锭变形。该合金锭包含冶金结合于内部锭芯的外层。该外层包含较包含内部锭芯的该合金更具延展性的合金。该外层降低施力于该合金锭期间该合金锭的表面破裂的发生率。

应了解本文所公开及描述的本发明不限于此概述中所公开的实施方案。

附图简述

经由参照附图，可更好理解本文所公开及描述的非限制性实施方案的各种特征。

图1是图示真空电弧重熔(VAR)设备的示意图；

图2是图示VAR设备的示意图，该设备具有置于其坩埚中的合金衬垫；

图3是图示真空电弧双电极重熔设备的示意图，该设备具有置于其坩埚中的合金衬垫；

图4A及4B是具有冶金结合于内部锭芯的外层的圆柱形合金锭的示意图；图4A是该锭的端视图；图4B是该锭的透视图，其显示该外层经部分移除以露出该内部锭芯的下层表面；

图5A是图示在合金锭上进行的拉拔锻造操作的示意图；图5B是图5A所示的锭在锻造后的横截面的示意图；图5C是图示在外层冶金结合于内部锭芯的合金锭上进行的拉拔锻造操作的示意图；图5D是图5C所示的锭在锻造后的横截面的示意图；

图6A是图示在合金锭上进行的镦锻操作的示意图；图6B是图6A所示的锭在锻造后的横截面的示意图；图6C是图示在外层冶金结合于内部锭芯的合金锭上进行的镦锻操作的示意图；图6D是图6C所示的锭在锻造后的横截面的示意图；

图7是外层冶金结合于内部锭芯的锭的宏观蚀刻截面的照片，其显示该锭的内部宏观结构；

图8A是图7所示的锭的外层的光学显微照片；图8B是图7所示的锭的内部锭芯在外层与内部锭芯之间的接口内所取得的光学显微照片；图8C是图7所示的锭的内部锭芯在该锭内部的中心半径位置所取得的光学显微照片；图8D是图7所示的锭的外层与内部锭芯之间的接口的光学显微照片；及

图9是图7与图8A-8D所示的锭的外层与内部锭芯之间的接口的SEM显微照片。

考虑以下根据本发明的各种非限制性实施方案的详细描述时，读者将会意识到下述细节以及其它细节。于实施或利用本文所述的实施方案时，读者也可理解额外细节。

非限制性实施方案的详述

应了解，已简化本文所公开的实施方案的各种描述以仅阐述与明确了解所公开实施方案有关的那些特征、方面、特性等，而为了明晰的目的消除其它特征、方面、特性等。本领域普通技术人员于考虑本发明所公开的实施方案的描述时，将认识到在特定实施或应用所公开的实施方案中，其它特征、方面、特性等是可取的。然而，由于本领域普通技术人员于考虑本发明公开的实施方案描述时可轻易确定及实施此类其它特征、方面、特性等，故其等并非为全面了解所公开的实施方案所需要的，因此本文不提供此类特征、方面、特性等的描述。如此，应了解，本文所阐明的描述仅是示例性的并且说明所公开的实施方案，而非意欲限制如单独通过权利要求所界定的本发明的范围。