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鈦合金熔融鑄造用電熔三氧化二釔陶瓷坩堝及其制備方法與流程

文檔序號(hào):11823831閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種鈦合金熔融鑄造用電熔三氧化二釔陶瓷坩堝,其特征在于:以氧化物重量的百分比計(jì),總計(jì)為100%,其具有以下化學(xué)組成:

Y2O3:70%-99.5%;

Zro2:0.5%-30%;

不大于0.5%的其它微量雜質(zhì),其它微量雜質(zhì)為氧化物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金熔融鑄造用電熔三氧化二釔陶瓷坩堝,其特征在于:所述其它微量雜質(zhì)為氧化物,包括Fe2O3、Cr2O3、TiO2、CaO、K2O、SiO2、Al2O3、MgO、Na2O。

3.一種如權(quán)利要求1所述的鈦合金熔融鑄造用電熔三氧化二釔陶瓷坩堝的制備方法,包括以下步驟:

a、用高頻加熱熔殼法對(duì)三氧化二釔熔融體磁力攪拌熔煉制備高純度結(jié)晶體原料

將原料純度為99.999%的三氧化二釔,在2500℃-2800℃的溫度下進(jìn)行熔煉,采用水冷銅-冷坩堝結(jié)晶電磁感應(yīng)加熱方式;三氧化二釔原料裝入冷坩堝中,同時(shí)還可以均勻混入氧化鋯,在冷坩堝中心投入金屬鋯片或立方晶體鋯粉,接通電源,進(jìn)行高頻加熱;待中心區(qū)域投放的金屬鋯片或立方晶體鋯粉開(kāi)始熱源擴(kuò)散,原料開(kāi)始融化,此時(shí)紫銅管中通入冷水循環(huán)冷卻,帶走熱量,使外層粉料未熔,形成冷坩堝熔殼,待冷坩堝內(nèi)原料75-83%區(qū)域熔體達(dá)到熔融狀態(tài)時(shí),高頻感應(yīng)所具有的磁力攪拌作用開(kāi)始發(fā)揮作用,使熔融溶液呈現(xiàn)均勻融合狀態(tài),同時(shí)也使得溶體獲得一致的過(guò)熱度,將熔體維持在熔融狀態(tài)60-120分鐘后,停止功率,停止加溫,讓熔融體自然降溫,隨著熔體溫度下降,因降溫產(chǎn)生過(guò)飽和濃度而開(kāi)始逐漸凝固至晶體狀,待熔體結(jié)晶冷卻至室溫后,取出氧化釔結(jié)晶體;

b、氧化釔結(jié)晶體的破碎和粒度配備及成型

對(duì)步驟a中得到的經(jīng)電磁感應(yīng)熔煉過(guò)的氧化釔單晶塊體進(jìn)行破碎和粒度配備,準(zhǔn)備應(yīng)用于制品成型;將破碎后且配備好粒度的固溶體置于不銹鋼V型混料機(jī)或三維混料機(jī)內(nèi)進(jìn)行混制,混制的時(shí)間不小于4小時(shí),待組合的顆粒及粉料充分混合均勻后,將其置于不銹鋼攪拌機(jī)內(nèi),并加入乙烯醇水溶性結(jié)合劑,進(jìn)行攪拌,攪拌時(shí)間不小于2小時(shí),待水溶性結(jié)合劑與原料充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝螅瑢⑵渲糜诤娓上鋬?nèi)進(jìn)行烘干,烘干后將其置于成型的硬質(zhì)合金模具腔內(nèi),加壓成型,得到所需要的形狀及尺寸產(chǎn)品生坯;將所得到的產(chǎn)品生坯置于高溫烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干,烘干后自然降溫至室溫;

c、氧化釔陶瓷坩堝的燒結(jié)

產(chǎn)品生坯采用電腦編程控制燒結(jié)法進(jìn)行燒結(jié):

燒結(jié),使用電加熱封閉式窯爐對(duì)生坯進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)完成后,使窯爐自然降溫至室溫,然后取出氧化釔陶瓷坩堝。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈦合金熔融鑄造用電熔三氧化二釔陶瓷坩堝的制備方法,其特征在于:所述a步驟中三氧化二釔D50投料粒度為1um-3um。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈦合金熔融鑄造用電熔三氧化二釔陶瓷坩堝的制備方法,其特征在于:所述a步驟中所述的高頻感應(yīng)發(fā)生器的工作頻率為 800 kHz ~ 1 MHz,功率在 500 kW。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈦合金熔融鑄造用電熔三氧化二釔陶瓷坩堝的制備方法,其特征在于:步驟b中所述的破碎和粒度配備,具體破碎的氧化釔電熔晶體粒度為325目、100目、φ0-0.5mm顆粒、φ0.5-1mm顆粒、φ1-2mm顆粒、φ2-3mm顆粒,共6個(gè)級(jí)別;破碎后的粒度配比為:325目占總質(zhì)量的28-33%,100目占總質(zhì)量的17-22%,φ0-0.5mm顆粒占總質(zhì)量的9-11%,φ0.5-1mm顆粒占總質(zhì)量的8-11%,φ1-2mm顆粒占總質(zhì)量的19-23%,φ2-3mm顆粒占總質(zhì)量的8-12%。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈦合金熔融鑄造用電熔三氧化二釔陶瓷坩堝的制備方法,其特征在于:所述步驟b中加入乙烯醇水溶性結(jié)合劑的量為破碎后的氧化釔總質(zhì)量的5%-6%。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈦合金熔融鑄造用電熔三氧化二釔陶瓷坩堝的制備方法,其特征在于:所述步驟b中將原料放出烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干,烘干溫度為30℃-80℃,烘干時(shí)間為4-6小時(shí),烘干后的原料含水重量<6%。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈦合金熔融鑄造用電熔三氧化二釔陶瓷坩堝的制備方法,其特征在于:所述步驟b中將產(chǎn)品生坯置于高溫烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干,烘干曲線為0℃-200℃勻均升溫6小時(shí),然后保持200℃恒溫4-8小時(shí)。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈦合金熔融鑄造用電熔三氧化二釔陶瓷坩堝的制備方法,其特征在于:所述步驟c中,燒結(jié)溫度為1750±3℃,燒結(jié)溫度曲線從0℃開(kāi)始,以每小時(shí)30℃的均勻升溫速度升至1750℃;達(dá)到1750℃后,恒溫維持18-24小時(shí)后關(guān)閉加熱功率。

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