專利名稱：一種鋁鈮鉭中間合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈦合金的制備，具體地說(shuō)是一種用于鈦合金制備的鋁鈮鉭(鈮基)中間合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著鈦合金的不斷發(fā)展，越來(lái)越需要中間合金直接加入鈦里進(jìn)行熔煉，避免了單純的分別加入金屬單質(zhì)的繁瑣性，且釩基中間合金熔點(diǎn)比各金屬單質(zhì)中最高的熔點(diǎn)低；如AlNbTa合金熔點(diǎn)為2184℃，而Ta熔點(diǎn)為2996℃，使鈦合金的制備熔煉過(guò)程穩(wěn)定，避免了由于金屬單質(zhì)熔點(diǎn)不一致，所施加的熔煉電流忽高忽低，不容易控制的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的一種用鈦合金熔煉的鋁鈦稀土化合物型中間合金(專利申請(qǐng)?zhí)?4112628.5)，其抗氧化性能較好，但其成本較高，并且適應(yīng)面較窄(用于單純稀土型鈦合金的熔煉)，不能滿足現(xiàn)代鈦合金生產(chǎn)多樣化的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、適應(yīng)于現(xiàn)代鈦合金生產(chǎn)要求的鋁鈮鉭中間合金及其制備(冶煉)方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種鋁鈮鉭中間合金，按重量百分比計(jì)合金組成為，Al 19～28％，Ta 23～27％，Nb為余量。
較佳的合金組成為，Al 23％，Ta 25％，Nb為余量。
鋁鈮鉭中間合金的制備方法為采用爐外點(diǎn)火冶煉法，按常規(guī)步驟操作，配料重量組成以Nb2O5為1kg計(jì)，Ta2O50.383～0.42kg，Al 0.75～0.913kg，CaF20.15～0.20kg，KclO30.30～0.40kg；原料裝爐溫度為30～60℃(最好為35～45℃)，反應(yīng)平穩(wěn)，合金形成好；原料烘干溫度一般為70～80℃，烘干時(shí)間不少于24小時(shí)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果1.便于鈦合金的制備。本發(fā)明鋁基中間合金熔點(diǎn)比各金屬單質(zhì)中最高的熔點(diǎn)低(如AlNbTa合金熔點(diǎn)為2184℃，而Ta熔點(diǎn)為2996℃)；采用本發(fā)明鈮基系列中間合金制備鈦合金，可以以合金包的形式加入海綿鈦中，用真空自耗電弧爐熔煉鈦合金電流易控制，電損耗小，成本低，方便了鈦合金的制備。
2.成本低。以金屬單質(zhì)為原料生產(chǎn)的中間合金，生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)成本高；本發(fā)明加工過(guò)程簡(jiǎn)單易行，不需特殊設(shè)備本發(fā)明以金屬氧化物為原料，生產(chǎn)成本低、易操作，冶煉過(guò)程反應(yīng)平穩(wěn)，合金形成好。
3.合金化均勻。本發(fā)明生產(chǎn)的中間合金，因其合金化均勻，以合金包的形式加入海綿鈦中，使鈦合金鑄錠不容易發(fā)生元素偏稀現(xiàn)象。
4.抗氧化性能好，易于存儲(chǔ)和運(yùn)輸。由于金屬單質(zhì)在空氣中易氧化，因而以金屬單質(zhì)直接加入海綿鈦中，會(huì)使鈦合金鑄錠中容易產(chǎn)生氧化物夾雜等冶金缺陷；而本發(fā)明中間合金抗氧化性能好，在空氣中不易氧化，塑料編織袋和內(nèi)襯塑料袋包裝即可，易于存儲(chǔ)和運(yùn)輸。
5.易破碎。本發(fā)明是以鈮為基體的金屬型化合物，具有脆性好、易破碎的特點(diǎn)，縮短了鈦合金的生產(chǎn)過(guò)程，降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是在鋁鈮的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)募尤胫饕煞軹a元素，通過(guò)現(xiàn)有的設(shè)備，冶金工藝就可以獲得新型中間合金，下面通過(guò)實(shí)施例詳述本發(fā)明。
實(shí)施例1采用爐外點(diǎn)火冶煉法按常規(guī)步驟進(jìn)行，原料經(jīng)烘干、砌爐，按所述重量百分比配料，均勻混料、裝爐、冶煉、冷卻、啟爐、稱重、精整、破碎、磁選、取樣分析、包裝。
具體制備過(guò)程如下1.原料烘干將原料、砌爐渣、配料渣在溫度75℃(可以為75±5℃)的烘干室中烘干時(shí)間24小時(shí)(可以為24～72小時(shí))；2.稱取原料配料時(shí)以氯酸鉀為催化劑(加入重量為原料總量的2～15％)Nb2O5Ta2O5AlCaF2KclO31kg 0.42kg 0.75kg 0.15kg 0.35kg3.混料將料裝入V型混料器中，混均勻，次數(shù)6次；4.冷卻將混合好的原料冷卻至45℃(可以為35～45℃)；5.裝爐將冷卻好的原料裝入冶煉爐(石墨內(nèi)襯爐)中；6.點(diǎn)火用點(diǎn)燃的鎂屑放入冶煉爐內(nèi)，點(diǎn)火開始反應(yīng)；7.記錄記錄反應(yīng)時(shí)間為18秒；冶煉過(guò)程反應(yīng)激烈，反應(yīng)過(guò)程中一直濺火花；
8.冷卻空氣中冷卻24小時(shí)(最好為48小時(shí)以上)，最好為爐內(nèi)冷卻；9.啟爐從冶煉爐中取出合金錠；10.精整用砂輪機(jī)磨去渣層和氧化膜；11.破碎、磁選用顎式破碎機(jī)破碎至φ6mm粒度(一般為0.25～6.0mm)，然后磁選、人工挑選，除去鐵等雜質(zhì)；12.取樣化驗(yàn)分析經(jīng)化驗(yàn)分析(重量)結(jié)果為Al 22.8％，Nb 51.98％，Ta 25.00％，O 0.042％；13、包裝產(chǎn)品經(jīng)化驗(yàn)合格后，包裝好裝入包裝桶內(nèi)。
合金應(yīng)用性能上述合金加入鈦中可以增加α和β、α+β相所具有的性能；與現(xiàn)有鈦合金冶煉通常采用的鋁鈮鉭合金相比，本發(fā)明合金更符合合金中各元素要求的重量百分比，合金化更均勻，雜質(zhì)O含量低。
實(shí)施例2～5.按實(shí)施例1方法操作，與實(shí)施例1不同之處見(jiàn)表1。
表1 AlNbTa合金反應(yīng)體系

權(quán)利要求
1.一種鋁鈮鉭中間合金，其特征在于按重量百分比計(jì)合金組成為，Al 19～28％，Ta 23～27％，Nb為余量。
2.按照權(quán)利要求1所述鋁鈮鉭中間合金，其特征在于按重量百分比計(jì)合金組成為，Al 23％，Ta 25％，Nb為余量。
3.一種權(quán)利要求1所述鋁鈮鉭中間合金的制備方法，其特征在于采用爐外點(diǎn)火冶煉法，按常規(guī)步驟操作，配料重量組成以Nb2O5為1kg計(jì)，Ta2O50.383～0.42kg，Al 0.75～0.913kg，CaF20.15～0.20kg，KclO30.30～0.40kg；原料裝爐溫度為30～60℃。
4.按照權(quán)利要求3所述鋁鈮鉭中間合金的制備方法，其特征在于所述原料裝爐溫度為35～45℃。
5.按照權(quán)利要求3所述鋁鈮鉭中間合金的制備方法，其特征在于原料烘干溫度為70～80℃，烘干時(shí)間不少于24小時(shí)。
6.按照權(quán)利要求5所述鋁鈮鉭中間合金的制備方法，其特征在于烘干時(shí)間不少于48小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及鈦合金的制備，具體地說(shuō)是一種用于鈦合金制備的鋁鈮鉭中間合金及其制備方法，按重量百分比計(jì)合金組成為Al 19～28％，Ta23～27％，Nb為余量；制備過(guò)程為采用爐外點(diǎn)火冶煉法，按常規(guī)步驟操作，原料烘干溫度為70～80℃，烘干時(shí)間不少于24小時(shí)；配料重量組成以Nb
文檔編號(hào)C22C27/00GK1629343SQ20031011908
公開日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2003年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
發(fā)明者張忠士, 郭淑君, 田福禮 申請(qǐng)人:張忠士