CN102080167A - 一种真空熔炼溅散钛钴锰钪合金的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空溅散熔炼钛钴锰钪合金的工艺，其特征是：用热力学稳定的纯石墨坩埚，在正压气氛下熔炼钛钴锰钪活性合金。本发明的真空溅散熔炼技术，相对于电子束、等离子熔炼，真空自耗等真空冶金技术，设备成本低，操作方便，工艺简单，大大降低了合金的制造成本，使得钛钴锰钪类合金的实际应用成为现实。能够避免熔炼过程中坩埚材料与合金中活性元素发生反应，降低合金含氧量，减少低熔点元素挥发，提高熔炼合金纯净度的真空熔炼钛钴锰钪合金的工艺。

Description

一种真空熔炼溅散钛钴锰钪合金的工艺

技术领域

本发明涉及真空冶金技术，尤其涉及一种真空熔炼溅散钛钴锰钪合金的工艺。

背景技术

在现在的冶金技术条件下，钛钴锰钪合金系列材料由于熔点高、易氧化、易挥发，采用常规粘土石墨坩埚真空熔炼该合金，合金液会受到坩埚材料的污染，低熔点元素的挥发，造成熔炼过程不能正常进行，也不能达不到合金所要求的质量标准。目前国外熔炼这类合金多采用先进的真空等离子熔炼技术，成本高，价格贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够避免熔炼过程中坩埚材料与合金中活性元素发生反应，降低合金含氧量，减少低熔点元素挥发，提高熔炼合金纯净度的真空熔炼钛钴锰钪合金的工艺。

本发明的技术方案如下：

用纯石墨坩埚，在正压气氛下熔炼钛钴锰钪活性合金，它包括如下工艺步骤：

1)合金材料：按合金要求的原子比取工业纯钛，高纯钴，工业纯锰，工业纯钪；

2)装炉：将钛和钴装入坩埚，将锰和钪装入料斗，熔炼过程中后期加入；

3)熔炼前：首先将炉体抽真空，当炉内的真空度低于0.65Pa时，炉内充氮气，加压力至0.73～0.95MPa之间；

4)合金熔化：送电，熔化钛和钴，待全部熔化后，翻转料斗，加入锰和钪；

5)合金的浇注：将所述合金原料全部熔化后，停电，精炼净置，待温度达到1250～1410℃之间时，浇注合金液。

本发明原理是：本发明采用的纯石墨坩埚具有很强的热力学稳定性，可减少合金中活性元素与坩埚间发生反应带来的污染。充入惰性气体保持正压，减少锰、钪的挥发，降低合金含氧量，对熔炼纯净度要求较高的钛钴锰钪合金具有相当大的意义。

本发明的优点效果如下：

1、发明采用的纯石墨坩埚具有良好的热力学稳定性，大大减少了钛钴锰钪合金熔炼过程与坩埚间的反应。

2、本发明在惰性气体氮气的正压下熔炼钛钴锰钪合金，有效抑制了合金液中活性元素与坩埚反应的动力学进程，上述两者结合，熔炼出了氧含量低于1700ppm的钛钴锰钪合金。

3、本发明的真空溅散熔炼技术，相对于电子束、等离子熔炼，真空自耗等真空冶金技术，设备成本低，操作方便，工艺简单，大大降低了合金的制造成本，使得钛钴锰钪类合金的实际应用成为现实。

具体实施方式

下面结合本发明的实施例作进一步的说明。

实施例1

采用热力学稳定的纯石墨坩埚，在正压氮气气氛下熔炼钛钴锰钪合金，熔炼的坩埚采用纯石墨坩埚，纯度≥99.9％；按原子比取工业纯钛、高纯钴、工业纯锰、工业纯钪作原料，该合金中重量百分比为钛∶钴∶锰∶钪＝46∶41∶8∶5；按如下顺序装炉：钛、钴装入纯石墨坩埚中，锰和钪装入料斗，熔炼后期加入；)熔炼准备：首先将炉体抽真空，当炉内的真空等于0.65Pa时，炉内充氮气，加压力至0.8Mpa；合金熔化：送电，熔化钛和钴，合部熔化后，翻转料斗，加入锰和钪；合金的浇注：将所述合金原料全部熔化后，精炼净置和，待温度达到1350～1390℃之间时，浇注合金液，铸造出钛钴锰钪合金铸锭。

本实施例熔炼合金的成份见表1：

表1真空熔炼钛钴锰钪合金的成分(重量百分比)

样品号	钛	钴	锰	钪	氧
						1	余量	41.69	8.12	5.24	0.12
2	余量	41.42	8.05	4.90	0.11
						3	余量	40.29	7.95	4.87	0.14

注：此三炉合金铸锭均采用铸钴模进行浇铸。

可见：用高纯钴作原料，熔炼的钛钴锰钪合金的氧含量可小于1700ppm，完全满足该合金实际应用的需要。

实施例2

采用热力学稳定的纯石墨坩埚，在正压氮气气氛下熔炼钛钴锰钪合金，熔炼的坩埚采用纯石墨坩埚，纯度≥99.9％；按原子比取工业纯钛、高纯钴、工业纯锰、工业纯钪作原料，该合金中重量百分比为钛∶钴∶锰∶钪＝43∶35∶15∶7；按如下顺序装炉：钛、钴装入纯石墨坩埚中，锰和钪装入料斗，熔炼后期加入；熔炼准备：首先将炉体抽真空，当炉内的真空等于0.55Pa时，炉内充氮气，加压力至0.8Mpa；合金熔化：送电，熔化钛和钴，合部熔化后，翻转料斗，加入锰和钪；合金的浇注：将所述合金原料全部熔化后，精炼净置和，待温度达到1250～1290℃之间时，浇注合金液，铸造出钛钴锰钪合金铸锭。

本实施例熔炼合金的成份见表2：

表2真空熔炼钛钴锰钪合金的成分(重量百分比)

样品号	钛	钴	锰	钪	氧
						1	余量	34.96	15.16	7.14	0.13
2	余量	35.34	14.85	6.89	0.16
						3	余量	35.08	14.97	6.94	0.11

注：此三炉合金铸锭均采用铸钴模进行浇铸

可见：用高纯钴作原料，熔炼的钛钴锰钪合金的氧含量可小于1700ppm，完全满足该合金实际应用的需要。

Claims (1)

1.一种真空熔炼钛钴锰钪合金的工艺，其特征是：用纯石墨坩埚，在正压气氛下熔炼钛钴锰钪活性合金，它包括如下工艺步骤：

1)合金材料：按合金要求的原子比取工业纯钛，高纯钴，工业纯锰，工业纯钪；

2)装炉：将钛和钴装入坩埚，将锰和钪装入料斗，熔炼过程中后期加入；

3)熔炼前：首先将炉体抽真空，当炉内的真空度低于0.65Pa时，炉内充氮气，加压力至0.73～0.95MPa之间；

4)合金熔化：送电，熔化钛和钴，待全部熔化后，翻转料斗，加入锰和钪；

5)合金的浇注：将所述合金原料全部熔化后，停电，精炼净置，待温度达到1250～1410℃之间时，浇注合金液。