專利名稱：一種兩步法制備中間合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于中間合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兩步法制備中間合金的方法。
背景技術(shù)：
鈦合金中添加成分均勻的中間合金是提高鈦合金冶金質(zhì)量的關(guān)鍵，此種方法在鈦合金工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)70年代以來(lái)，用自蔓延法制備的中間合金一直是鈦合金工業(yè)生產(chǎn)中采用的重要添加原料。但隨著鈦加工業(yè)的發(fā)展和對(duì)鈦合金產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，自蔓延法生產(chǎn)的中間合金的缺點(diǎn)逐漸暴露，主要表現(xiàn)在成分均勻性較差，夾雜多，成品率低等。
發(fā)明內(nèi)
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種兩步法制備中間合金的方法，有效解決已有方法制備的中間合金成分不均勻、夾雜多、成品率低等問(wèn)題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種兩步法制備中間合金的方法包括下述步驟(1)按中間合金成分設(shè)計(jì)重量比確定原料重量比，再按原料重量比配比原料并均勻混合；(2)將混合均勻的原料采用自蔓延法冶煉，制成中間合金一次鑄錠；(3)對(duì)中間合金一次鑄錠表面進(jìn)行噴砂或噴丸處理，然后將處理后表面潔凈的中間合金一次鑄錠粉碎制成中間合金顆粒及粉末；(4)將所述步驟( 制成的大規(guī)格中間合金顆粒直接進(jìn)行真空熔煉，并澆鑄成中間合金二次鑄錠；將中間合金二次鑄錠冷卻至200°C以下出爐制成中間合金成品鑄錠。(5)將所述步驟C3)制成的小規(guī)格中間合金顆粒及粉末在鋼制模具中模壓成柱狀，再將柱狀中間合金進(jìn)行真空熔煉，并澆鑄成中間合金二次鑄錠；將中間合金二次鑄錠冷卻至200°C以下出爐制成中間合金成品鑄錠。上述方法最好采用水冷銅坩堝或鎂砂坩堝并在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行真空熔煉和澆鑄。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)和效果1、本發(fā)明采用自蔓延法制成中間合金一次鑄錠，并將一次鑄錠破碎后作為二次真空熔煉的原料進(jìn)行真空熔煉制備中間合金成品鑄錠，大大提高了成品鑄錠的成分均勻性。2、本發(fā)明真空熔煉及澆鑄的全過(guò)程采用惰性氣體保護(hù)，減少了氧化夾雜及外來(lái)雜質(zhì)污染，提高了成品鑄錠的純凈度和成品率。3、本發(fā)明采用水冷銅坩堝或鎂砂坩堝作為澆鑄模，保證了鑄錠組織致密、均勻和完整。4、本發(fā)明通過(guò)將自蔓延法產(chǎn)生的小于粒度要求的中間合金粉末壓制成柱狀，并作為二次真空熔煉的原料被循環(huán)利用，降低了中間合金的成本。
具體實(shí)施例方式一種兩步法制備Al-V中間合金的方法，包括下述步驟(1)按Al-V中間合金成分設(shè)計(jì)重量比確定原料V205、A1粉、CaF2的重量比，按確定的原料重量比配比原料并均勻混合；(2)將混合均勻的原料采用自蔓延法冶煉，制成Al-V中間合金一次鑄錠；(3)對(duì)Al-V中間合金一次鑄錠表面進(jìn)行噴砂或噴丸處理，然后將處理后表面潔凈的Al-V中間合金一次鑄錠粉碎形成Al-V中間合金顆粒和粉末；(4)將所述步驟(3)制成的大規(guī)格中間合金顆粒采用水冷銅坩堝或鎂砂坩堝并在惰性氣體保護(hù)下直接進(jìn)行真空熔煉并澆鑄成中間合金二次鑄錠；將中間合金二次鑄錠冷卻至200°C以下出爐制成中間合金成品鑄錠。(5)將所述步驟C3)制成的小規(guī)格中間合金顆粒及粉末在鋼制模具中模壓成柱狀，再將柱狀中間合金采用水冷銅坩堝或鎂砂坩堝并在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行真空熔煉并澆鑄成中間合金二次鑄錠；將中間合金二次鑄錠冷卻至200°C以下出爐制成中間合金成品鑄
Iio具體工藝步驟為第一步按Al-V中間合金成分設(shè)計(jì)重量比Al V = 43 57確定V205、A1粉、CaF2 的原料重量比為V2O5 Al CaF2 = i 0.92 0. 11，并按確定的原料重量比配比原料并均勻混合；第二步將混合均勻的原料放入石墨坩堝中，在振動(dòng)平臺(tái)上振動(dòng):3min使料粉振實(shí)，點(diǎn)火進(jìn)行自蔓延燃燒合成，冷卻紐后拆爐得到Al-V中間合金一次鑄錠，然后對(duì)鑄錠表面進(jìn)行噴砂或噴丸處理后破碎成(100 150) mm、(0. 5 5) mm、< 0. 5mm三種大小不同的規(guī)格；第三步將(100 150) mm的大規(guī)格Al-V中間合金顆粒直接放入水冷銅坩堝或鎂砂坩堝中，在抽真空并且充入氬氣保護(hù)下進(jìn)行真空熔煉，初始熔煉功率30kw，每隔15min提高功率20kw，最高功率不超過(guò)190kw，待Al-V中間合金全部熔化后澆鑄，隨爐冷卻至200°C 以下出爐。分析鑄錠組織，發(fā)現(xiàn)合金成分均勻，無(wú)宏觀偏析且雜質(zhì)含量控制在0. 2%以下。相關(guān)數(shù)據(jù)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。第四步將(0. 5 Omm、彡0. 5mm的小規(guī)格A1-V中間合金顆粒及粉末各自單獨(dú)或兩者混合在鋼制模具中壓制成柱狀，加壓壓力按500MI^設(shè)計(jì)，將柱狀A(yù)l-V中間合金直接放入水冷銅坩堝或鎂砂坩堝中，在抽真空并且充入氬氣保護(hù)下進(jìn)行真空熔煉，初始熔煉功率30kw，每隔15分鐘提高功率20kw，最高功率不超過(guò)190kw，待Al-V中間合金全部熔化后澆鑄，隨爐冷卻至200°C以下出爐。分析鑄錠組織，發(fā)現(xiàn)合金成分均勻，無(wú)宏觀偏析且雜質(zhì)含量控制在0. 2%以下。相關(guān)數(shù)據(jù)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。表1(重量
權(quán)利要求
1.一種兩步法制備中間合金的方法，其特征在于所述方法包括下述步驟(1)按中間合金成分設(shè)計(jì)重量比確定原料重量比，再按原料重量比配比原料并均勻混合；(2)將混合均勻的原料采用自蔓延法冶煉，制成中間合金一次鑄錠；(3)對(duì)中間合金一次鑄錠表面進(jìn)行噴砂或噴丸處理，然后將表面潔凈的中間合金一次鑄錠粉碎制成中間合金顆粒及粉末；(4)將大規(guī)格中間合金顆粒直接進(jìn)行真空熔煉，并澆鑄成中間合金二次鑄錠；(5)將中間合金二次鑄錠冷卻至200°C以下出爐制成中間合金成品鑄錠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩步法制備中間合金的方法，其特征在于將所述步驟 (3)制成的小規(guī)格中間合金顆粒及粉末在鋼制模具中模壓成柱狀，再將柱狀中間合金進(jìn)行真空熔煉，并澆鑄成中間合金二次鑄錠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種兩步法制備中間合金的方法，其特征在于采用水冷銅坩堝或鎂砂坩堝并在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行真空熔煉和澆鑄。
全文摘要
一種兩步法制備中間合金的方法，包括下述步驟(1)按中間合金成分設(shè)計(jì)重量比確定原料重量比，再按原料重量比配比原料并均勻混合；(2)將混合均勻的原料采用自蔓延法冶煉，制成中間合金一次鑄錠；(3)將中間合金一次鑄錠進(jìn)行表面處理后粉碎制成中間合金顆粒及粉末；(4)將大規(guī)格中間合金顆粒直接進(jìn)行真空熔煉，并澆鑄成中間合金二次鑄錠；(5)將中間合金二次鑄錠冷卻至200℃以下出爐制成中間合金成品鑄錠。本發(fā)明大大提高了成品鑄錠的成分均勻性、純凈度和成品率。
文檔編號(hào)C22C1/03GK102400025SQ201110343910
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者劉紅, 和平志, 宋文君, 尹淑霞, 李彥宏, 王昌建 申請(qǐng)人:寶鈦特種金屬有限公司