專利名稱：一種用于鈦合金熔煉的鋁鈦稀土化合物型中間合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬熔煉的技術(shù)領(lǐng)域，即提供一種鈦合金熔煉用的中間合金。
國內(nèi)外在熔煉含稀土元素的鈦合金時，多是采用純稀土或鋁稀土中間合金。用純稀土直接與海綿鈦及含其它合金元素的中間合金混合作爐料，在將爐料壓制成自耗電極過程中，往往由于稀土在欲配制鈦合金中的含量較低而在自耗電弧熔煉鑄錠中發(fā)生稀土害觀偏析，同時在周期較長的爐料準備，電極壓制及熔煉過程中，由于稀土發(fā)生嚴重氧化而在鑄錠中產(chǎn)生氧化物夾雜。用鋁稀土中間合金來配制鈦合金，為使鋁稀土中間合金在室溫下不發(fā)生嚴重氧化，往往將稀土的含量控制在20％(重量百分比)以下，而鋁在中間合金的含量在80％以上。如此高鋁的中間合金，不可能被選作一般鋁含量不高的鈦合金的中間合金，尤其對配制含錫、鉬、硅等的鈦合金，往往也是采用含這些元素的鋁合金作中間合金，此時就更顯得鋁稀土中間合金的鋁含量過高。另外，鋁稀土中間合金的韌性較好，不易破碎成塊狀，只能以車創(chuàng)或屑方式使用，這樣便給物料的準備及鈦合金電極壓制帶來不便。
本發(fā)明的目的在于解決上述含稀土元素的鈦合金制備及熔煉所存在的問題，即提供一種可廣泛應(yīng)用于含稀土鈦合金，抗氧化性能好，可保證鈦合金鑄錠冶金質(zhì)量，且使用方便的鋁鈦稀土化合物型中間合金。
本發(fā)明所提供的鋁鈦稀土化合物型中間合金，其特征在于它由TiAl2，ReAl2及少量(Al，Re)O化物組成，中間合金的主要元素鋁、鈦、稀土的配比(以重量百分比計算，以下同)為鋁35-65鈦15-55稀土10-20其中，稀土可為純稀土元素鍘、鈰、鐠、釹、釓、鉺、釔也可為混合稀土。
本發(fā)明所提供的鋁鈦稀土化合物型中間合金具有下述優(yōu)點1.傳統(tǒng)的鋁稀土中間合金含有80％以上的鋁，如此高的鋁含量不可能用來配制鋁含量不高的鈦合金，因此其應(yīng)用受到限制。本發(fā)明的中間合金由于鋁含量為35％-65％，鈦含量為15％-55％，因而可廣泛用作鈦合金的中間合金。
2.傳統(tǒng)的純稀土直接用于配制鈦合金時，由于在空氣中即可發(fā)生嚴重氧化，因而使鈦合金鑄錠容易產(chǎn)生氧化物夾雜等冶金缺陷。而本發(fā)明提供的化合物型中間合金，由于具有金屬化合物的抗氧化特點，在800℃條件下，也不發(fā)生氧化，因而可避免鈦合金鑄錠中稀土氧化物夾雜的產(chǎn)生。同時，中間合金可在空氣中長期存放，因而給其運輸、儲存和鈦合金生產(chǎn)帶來方便。
3、本發(fā)明的中間合金，由于其系屬金屬化合物型，具有質(zhì)脆而易破碎成塊狀的特點，因而可簡化和縮短鈦合金的生產(chǎn)過程。
下面通過實施例詳敘本發(fā)明實施例1.鋁鈦稀土化合物型中間合金的制備稱取原料工業(yè)純鉛(AOO)50
一級海綿鈦30純稀土釹(Nd≥99.5％)20將稱好的原料放入真空感應(yīng)爐坩鍋內(nèi)，抽真空10-2mmHg，充氬氣400mmHg，送電熔化金屬原料，在1300℃～1400℃熔煉5-8分鐘，將熔體澆鑄到鐵模中，待鑄錠冷卻到800℃以下，從爐中取出鑄錠置于空氣中冷卻。
從鑄錠取樣進行化學(xué)分析，分析結(jié)果為鋁48.50鈦29.97釹21.53將鑄錠破碎成平均尺寸為φ3mm的碎塊，裝桶以便儲存和運輸。
實施例2高溫鈦合金的鑄錠及其棒樹、餅(環(huán))材的制備作為本發(fā)明的中間合金的應(yīng)用實例，用于2頓工業(yè)規(guī)模的Ti-5，5Al-4.2Sn-2Zr-1Mo-0.25Si-0.85Nd高溫鈦合金(合金牌號Ti-55)的配制。將準備好的所有合金元素原料和中間合金用鋁箔包成合金包，將其均勻布置在海綿鈦中，并壓制成電極塊，電極塊焊接成自耗電極棒。電極棒經(jīng)兩次真空自耗電弧爐熔煉，得到φ518mm鑄錠。鑄錠經(jīng)扒皮，進行超聲波探傷，結(jié)果表明未發(fā)現(xiàn)夾雜等冶金缺陷，其質(zhì)量達到控制標準。
鑄錠經(jīng)過開坯、鐓撥，鍛成棒坯、餅坯。經(jīng)車光表面后，進行超聲波探傷，結(jié)果表明，未發(fā)現(xiàn)夾雜等缺陷，其質(zhì)量達到質(zhì)量控制標準。從棒坯軋制成的棒樹和從餅坯鍛成的餅(環(huán))樹取樣，經(jīng)過雙重?zé)崽幚?，進行主要力學(xué)性能檢測，結(jié)果表明所有性能均達到技術(shù)標準。
實施例3.
稱取原料工業(yè)純鋁(A00) 40一級海綿鈦 40純稀土鈦(Sm≥99.5％) 20制備條件同實施例1.取樣分析結(jié)果表明鋁39.42鈦39.57釹21.01實施例4稱取原料工業(yè)純鋁(AOO)65鈦 20純稀土釓 15制備條件同實施例1，取樣分析結(jié)果鋁63.63鈦19.42釓16.9權(quán)利要求
1.一種用于鈦合金熔煉的鋁鈦稀土化合物型中間合金，其特征在于它由TiAl2，ReAl2及少量(Al，Re)O化合物組成，中間合金的主要元素鋁、鈦、稀土配比(以重量百分比計算)為鋁35-65鈦15-55稀土10-20其中，稀土可以為純稀土元素鑭、鈰、鐠、釹、釓、鉺、釔、也可以為混合稀土。
2.按權(quán)利要示1所述的化合物型中間合金，其特征在于鋁、鈦、稀土之間的最佳重量比為49～51∶29～31∶19～21
3.按權(quán)利要求1、2所述的化合物型中間合金，其特征在于其使用狀態(tài)為坡狀。
全文摘要
一種用于鈦合金熔煉的鋁鈦稀土化合物型中間合金，其特征在于它由鋁、鈦和稀土元素組成，各組分的配比(以重量百分比計算)為鋁35-65，鈦15-55，稀土10-20。本發(fā)明可廣泛用作鈦合金的中間合金，其具有良好的抗氧化性能，可避免鈦合金鑄錠中稀土氧化物夾雜的產(chǎn)生；易破碎成塊狀，可簡化和縮短鈦合金的生產(chǎn)過程，且運輸、儲存和生產(chǎn)操作均較方便。
文檔編號C22C14/00GK1123844SQ94112628
公開日1996年6月5日 申請日期1994年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月21日
發(fā)明者李 東, 劉羽寅, 關(guān)少軒, 王青江 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所