发明名称 一种钛铝金属间化合物的熔炼制备方法
摘要 本发明是一种钛铝金属间化合物的熔炼制备方法,该方法采用海绵钛、铝豆及其它中间合金为原料,在冷坩埚真空感应悬浮熔炼炉坩埚中进行分层布料;抽真空后回填惰性气体并进行熔炼,熔炼过程中分阶段依次调高功率,最终将熔体浇注或在坩埚内冷却,得到成分均匀的合金。该熔炼方法不用压制电极,通过感应熔炼的电磁搅拌功能能够得到成分均匀、纯度高的合金。该方法特别适用于γ-TiAl、Ti3Al及Ti2AlNb等钛铝金属间化合物的熔炼制备。
申请公布号 CN104388753A 申请公布日期 2015.03.04
申请号 CN201410608728.2 申请日期 2014.11.03
申请人 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 发明人 朱郎平;李建崇;南海;黄东;罗倩
分类号 C22C14/00(2006.01)I;C22C30/00(2006.01)I;C22C1/02(2006.01)I;C22C1/03(2006.01)I 主分类号 C22C14/00(2006.01)I
代理机构 中国航空专利中心 11008 代理人 陈宏林
主权项 一种钛铝金属间化合物的熔炼制备方法,所述钛铝金属间化合物为TiAl合金、Ti3Al合金和Ti2AlNb合金,其特征在于:该方法的步骤如下:⑴称料按照钛铝金属间化合物的成分配比,称取海绵钛、铝豆或铝块,及单质元素、中间合金或单质元素加中间合金,按种类分别装在不同的容器中备用;海绵钛的纯度是A级或0A级;铝豆或铝块中纯铝的质量分数不小于99.99%;单质元素是指Nb、Cr、W、Mo、Mn、Ta、Er、Ni或B中的一种或几种;中间合金是指AlNb合金、AlMo合金、AlMn合金、AlSi合金、AlV合金、AlY合金、AlEr合金、TiSn合金、TiNb合金或TiB2合金中的一种或几种;⑵布料2.1将原料分层装进水冷铜钳锅真空感应熔炼炉坩埚当中,在坩埚底部铺海绵钛层Ⅰ或者放置凝壳,该位于坩埚底部的海绵钛层Ⅰ的厚度为1~5厘米;2.2在底部的海绵钛层Ⅰ或凝壳上面铺单质元素层、中间合金层或单质元素层加中间合金层,之后在上面再铺海绵钛层Ⅱ,单质元素层及中间合金层的厚度为0.1~5厘米,海绵钛层Ⅱ的厚度为1~5厘米;2.3重复上述步骤2.2至单质元素、中间合金原料用尽,然后铺铝豆或铝块层,最后在铝豆或铝块层上面再铺海绵钛层Ⅲ,海绵钛层Ⅲ的厚度为1~5厘米;所述凝壳的材料是与所制备合金具有相同成分的合金,或纯钛凝壳;⑶关闭炉门后抽真空,抽真空按以下两种方式之一完成:3.1抽真空度达到1Pa以下,回填氩气或氦气至300~30000Pa进行熔炼;3.2抽真空度达到10Pa以下后回填氩气或氦气,然后再次抽真空到10Pa以下后回填氩气或氦气,反复进行1~5次以降低炉内氧、氮等气体元素含量,回填氩气或氦气至300~30000Pa进行熔炼;⑷熔炼熔炼开始后,首先以20~100KW的功率对原料烘烤1~5分钟,然后提高功率至原料周围出现红热后保温2~10分钟,直至坩埚内原料中心部位红透,再次提高功率至原料周围出现液滴后保温1~10分钟,此时原料逐渐熔化,待原料完全熔化后提高功率,使熔体温度达到合金熔点以上20~100℃,并保温1~20分钟,悬浮的熔体在电磁搅拌作用下实现成分均匀;⑸成型铸锭再将功率提高1%~20%,提高熔体过热度,进一步降低熔体的粘度,保温0.5~5min后在坩埚内冷却或浇注成铸锭。
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