專利名稱：：一種真空感應(yīng)熔煉TiAl基合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于真空冶金領(lǐng)域，具體為一種適于冶煉高化學(xué)活性的TiAl基合金的真空感應(yīng)熔煉方法。
背景技術(shù)：
：TiAl合金具有高跳高熔點(diǎn)，合金元素含量高，烙點(diǎn)靜大，熔煉鵬熱高驗(yàn)出特點(diǎn)，給TiAl合金的熔煉技術(shù)帶來非常大的困難。合金性能嚴(yán)重受到熔煉中合金化學(xué)成分均勻性、雜質(zhì)元^4的影響，始成分的微小變化將導(dǎo)致TiAl合她能的顯著變化。因此，要獲得好而性能穩(wěn)定的TiAl合金，對(duì)合金的熔驗(yàn)術(shù)提出了更高要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種真空感應(yīng)熔煉TiAl基合金的方法，適于熔煉高化學(xué)活性的TiAl基合金，可以有效的降低鑄件或鑄錠的雜質(zhì)含量,提高鑄件的質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種真空感應(yīng)熔煉TiAl基合金的方法，采用真空感應(yīng)熔煉，采用CaO坩鍋耐火材,為真空感應(yīng)熔煉的坩鍋材料；具體的操作工藝過程為在真空度為0.1Pa^4Pa時(shí)通入惰性氣體，，內(nèi)壓力為0.02MPa^).06MPa時(shí);§ttJP4，熔繊率范圍在2000~5000他之間；原料全部化清后，合金液升溫至熔點(diǎn)以上30-200'C后澆注得到鑄錠或鑄件。所述的真空感應(yīng)熔煉TiAl基合金的方法，采用Y203強(qiáng)化的CaO坩鍋堝耐火材,為真空感應(yīng)熔煉的:坩鍋材料，制備過程如下(a)取高純石灰石作原料,直接經(jīng)27003300r的高溫晶化^S-，再粉碎至小于4mm的鵬，要求晶,石灰的CaO縫大于97.5%wt;(b)將晶化石灰與粒度小于0.08mm的瑩石混合，塋石的量占l~12°/。wt，加入占總重量l8。/。wt的Y203，再加入潤濕劑^7jC酒精充分混合，^K酒精占總重量的530%，然后經(jīng)等靜壓或機(jī)制制后在156(M680'C燒結(jié)成型。m的真空感i3^煉riAiS^的:^，自zK)2強(qiáng)化caO的S^^耐火材,為真空感I^^煉的iPI材料，制備ii^下(a)取高純石灰石作,，直驗(yàn)270033001C的高溫晶化M，再粉碎至小于4mm的鵬，要求晶,石灰的CaO^ft^于97.5%wt;(b)將晶化石灰與*^小于0.08mm的瑩石混合,瑩石的量占l~12%wt，加入占總Ml~°/。wt的Zt;A，再加入潤WU^K酒精充分混合，^7jC酒精占總fil的5~30%，然后經(jīng)，ffi^tfl制后在1560~1680匸燒結(jié)鵬。臓的真空感i5^煉TTiAl^^的施，澆注方^ffl動(dòng)繞鑄、離A後注、反重力澆注或吸鑄之一種。艦的真空感^t煉riAl^^的施，在澆注時(shí)，翻動(dòng)翁鑄、離A確注、反動(dòng)錄注或吸鑄之一種方式。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明，CaO具有低的^ffi，良好的熱力^l定性，在需要高的過熱度的真空感i3^煉中^f了M的作用。2、本發(fā)明艦鄉(xiāng)較高、熱力雜定艦、水tti^樹氐的CaOSTO耐火材,為真空感i^t煉的坩堝材料，CaO^耐火材料具W^的JfeK化會(huì)幼,生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉，且其制成品經(jīng)真空^^T^期存放，不易水化，成功的實(shí)現(xiàn)了riAiS^的熔煉，,的riAi^^:有高化^4。同時(shí)^！熔,WP劑?；?的雜質(zhì)^4和很大的^，在2000"5000Hz的熔,率之間，提高熔繊率可以有效的斷氐##或離的雜質(zhì)^*;同時(shí)，細(xì)真空感應(yīng)熔煉設(shè)備具有電MI^的功能，在電fi^的作用下，^^化學(xué)成分均勻，提高劑牛的質(zhì)量。3、本發(fā)明3OTY2q3強(qiáng)化的CaOS^tPI耐火材,為真空感^^煉的it^材料，其優(yōu)點(diǎn)是其熱力學(xué)穩(wěn)定性較ZrQ2強(qiáng)化的CaO^Mt堝好，同時(shí)S"步,坩堝與金屬^t間的反應(yīng)。4、本發(fā)明自ZrQz強(qiáng)化的CaO^TO8耐火材f4^為真空感^^煉的:TO材料，其優(yōu)點(diǎn)是其熱力學(xué)穩(wěn)定性鵬CaO好，砂鵬與^M粒間的a^。下面M實(shí)施例詳述本發(fā)明。實(shí)施例1本發(fā)明鵬的氧化轉(zhuǎn)為高純晶化,氧化轉(zhuǎn)制品(發(fā)明專利號(hào)97103854.6)，制備a^n下(a)取高純石灰石作原料(CaCp398.52wt%，MgO0.44wt0/o，SiQz0.5wto/o，F(xiàn)eAtUlwt%，AI2Q3029wt0/o，其余為雜質(zhì))，直^^27003300r的高溫晶ttAiS，再粉碎至小于4mm的鵬，要求晶ttJg石灰的CaO含量大于97.5wt%(MgO0.41wt%，SiQ20.24wt0/o，F(xiàn)^2Q30.14wt0/o，AI2O30.16wt%，CaO余量)；(b)將晶化石灰與粒度小于0.08mm的瑩石混合，瑩石的量占總M的3wt。/。左右，再加入潤M^^K酒精(占總M的5。/。左右)充分混合后，經(jīng)等靜JS^l制后在156(M68(TC燒結(jié)鵬(詳見該糊的實(shí)施例)。細(xì)±^料作為真空感i^^煉的CaOSiPI材料，真空感i^t煉HAl^"^的具^作工藝過程為(1)將A1、Nb和m的主原J^一次14^ACaOg^中；Ti則部^A坩堝，部^A合金加料斗中(常規(guī)^^制加入量和加入方式)。(2)將爐自真空，超慎Sig為0.1Pa^4Pa(本實(shí)施例為3Pa)后ilAAr氣，爐腔的ArM力為0.02MParO.06MPa(本實(shí)施例為0.04MPa)。通％^利用不同的熔^^^^fc全部的爐料(坩堝中和^tl卩料斗中)，本實(shí)施例為熔,率3800Hz。(3)當(dāng)合金的^gi^lJ過熱度3O"200"(本實(shí)施例為160'C)后，J^l^的^^澆注得到所需的衛(wèi)?；蝼?，澆注方^ffi動(dòng)澆鑄、離'll微、反動(dòng)澆注或吸鑄之一種。5OTJd^的^fe^煉15Kg的Ti46A18Nb4B(atn/。)^金，M的雜質(zhì)^4低，得到純凈的TiAlS^金，結(jié)果見表1。并且在2(XXV5000Hz的熔!^率下，增加煉，率可以M3S—步斷氐氧^，結(jié)果JW2。表l真空感jS^煉ri46A18Nb"lB(aLn/。)合金雜質(zhì)元素的^！<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2在不同M、熔臓率下，真空感M^煉TiAl基合金的氧含量<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例3與實(shí)施例1不同之處在于本發(fā)明可以^fflZrQ2強(qiáng)化的CaO1^耐火材$4^為真空感^§煉的坩堝材料，其制備過程不同之處在于，將晶化石灰與瑩石混合后，加入占總重量14%wt的ZKV^fflJ^材,為真空感^^煉的,材料，真空感^#煉TiAl基M的具鵬作工藝過程為(1)將Al、Nb和m的主J^BH次tt^A;&Q2強(qiáng)化的CaOS^中；H則部^Ait^，部^AM加料斗中。(2)將爐鵬真空，超慎魏為2Pa后ilAAr氣，爐腔的Ar^JE力為0.04MPa，通^^^，率為4400Hz下^h全部的爐料。(3)當(dāng)始的^iilj過熱度1601C后，)^ilfe的^^繞注得到所需的鑄件或離。5OTJ^的^I煉15Kg的T146Al-8MvlB^(aL%)，M的雜質(zhì)^l低，得到純凈的riAl^金，結(jié)果J3K4。表4真空感JS^煉合^^M^;素的^1:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)驗(yàn)結(jié)棘明，細(xì)ZrQz強(qiáng)化的CaOS^f^耐火材茅徘為真空感^^煉的糊材料，其熱力雜定性鵬CaO好，砂鵬與金屬駄間的鵬。艦Y2p3強(qiáng)化的Ca0^lcTO耐火材料作為真空感J^I煉的i^材料，其熱力^！定性較ZiQ2強(qiáng)化的CaOM^好，同時(shí)進(jìn)一步鈔鵬與金屬粒間的^^。權(quán)利要求1.一種真空感鰣煉iiAiS^的施艦真空感鵬煉，辦征在于■CaOTO耐火材料作為真空感^^煉的^材料；具體的操作工S^為在真^為0.1Pa一Pa時(shí)i!A情性氣體，，內(nèi)壓力為0.02MPa^0.06MPa時(shí)'mJJi^，熔繊率范圍在2000>5000他之間；1^4飾化清后，^^HK熔點(diǎn)以上3(W00X:后澆注得到^K鑄件。2.按照權(quán)利要求i^的真空感jS^煉riAi^^的:^，^#征在于5CT強(qiáng)化的CaOS^tpi耐火材,為真空感i^g煉的iPi材料，制備過麯下(a)取高純石灰石作鵬，直驗(yàn)27003300"的高溫晶化鵬，再粉碎至小于4mm的,，要求晶tt^石灰的CaO^4大于97.5°/。wt;(b)將晶化石灰與粒度小于0.08mm的瑩石混合，瑩石的量占112。/。wt，加入占總重量l~8%wt的Y2Q3,再加入潤^U^K酒精充分混合，^K酒精占總M:的5~30%，然后經(jīng)等靜壓^l制后在156(M680r燒結(jié)成型。3.按照權(quán)利要求10M的真空感iS^煉TiAl^^的，，^#征在于鄉(xiāng)ZK)2強(qiáng)化CaO的《#^耐火材離為真空感鵬煉的鵬材料，制備過徵卩下(a)取高純石灰石作原料，直^27003300'C的高溫晶化^hS，再粉碎至小于4mm的顆粒，要求晶^石灰的CaO^*大于97.5%wt;(b)將晶化石灰與粒度小于0.08mm的瑩石混合，瑩石的量占l~12%wt，加入占總重量l~8%wt的Zr2Q3，再加入潤^!ffixK酒精充分混合，^K酒精占總SM的5~30%，然后經(jīng)等靜壓^fl制后在156(K1680匸燒結(jié)成型。4.按照權(quán)利要求l，的真空感iS^煉riAl^^的方法，，征在于澆注方敘用重力澆鑄、離'll魂注、反動(dòng)錄注或吸鑄之一種。5.按照權(quán)利要求2或3fM的真空感iS^煉riAlS^金的，，征在于在澆注時(shí)，細(xì)重力澆鑄、離A確注、反重力澆注或吸鑄之一種方式。全文摘要本發(fā)明屬于真空冶金領(lǐng)域，具體為一種真空感應(yīng)熔煉TiAl基合金的方法。熱力學(xué)穩(wěn)定性好、水化速度較低的CaO基坩堝耐火材料作為真空感應(yīng)熔煉的坩堝材料；熔煉的合金為具有高化學(xué)活性的TiAl基合金；熔煉頻率在2000-5000Hz之間。具體的操作工藝過程為將Ti、Al等原料一次性轉(zhuǎn)入坩堝中；在高真空下熔化原料；原料全部化清后，升溫至熔點(diǎn)以上30-200℃后澆鑄得到鑄錠或鑄件。本發(fā)明適于熔煉高化學(xué)活性的TiAl基合金，因?yàn)殡姶艛嚢璧淖饔?，合金化學(xué)成分均勻，同時(shí)在2000-5000Hz的熔煉頻率之間，提高熔煉頻率可以有效的降低鑄件或鑄錠的雜質(zhì)含量，提高鑄件的質(zhì)量。文檔編號(hào)C04B35/057GK101121967SQ20061004741公開日2008年2月13日申請(qǐng)日期2006年8月9日優(yōu)先權(quán)日2006年8月9日發(fā)明者奎劉,張順南,趙秀娟,波陳,馬穎澈,明高申請(qǐng)人:中國科學(xué)院金屬研究所