CN107828978A - 用于钛铝合金的生产方法 - Google Patents

用于钛铝合金的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107828978A
CN107828978A CN201711022070.7A CN201711022070A CN107828978A CN 107828978 A CN107828978 A CN 107828978A CN 201711022070 A CN201711022070 A CN 201711022070A CN 107828978 A CN107828978 A CN 107828978A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium
production method
aluminium alloy
reduction
aluminium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711022070.7A
Other languages
English (en)
Inventor
闫蓓蕾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd filed Critical Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority to CN201711022070.7A priority Critical patent/CN107828978A/zh
Publication of CN107828978A publication Critical patent/CN107828978A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/058—Mixtures of metal powder with non-metallic powder by reaction sintering (i.e. gasless reaction starting from a mixture of solid metal compounds)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/04—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by aluminium, other metals or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种生产方法，尤其是公开了一种用于钛铝合金的生产方法，属于冶金生产工艺技术领域。提供一种能显著提高成品纯度，显著降低生产成本，降低生产能耗的用于钛铝合金的生产方法。所述的生产方法以钛渣作为钛原材料，添加钙热还原剂和过量的金属铝粉，混合后在1450‑1750℃的还原温度条件下还原熔炼制得所述的钛铝合金。

Description

用于钛铝合金的生产方法
技术领域
本发明涉及一种生产方法，尤其是涉及一种用于钛铝合金的生产方法，属于冶金生产工艺技术领域。
背景技术
众所周知，攀西地区钛资源储量丰富。某钢集团借助资源优势，建立了完整相关产业链，但所形成的商业化产品，却只有硫酸法钛白、高钛渣、海绵钛等少数几种。钛合金由于具有密度低、强度高、耐热性、耐腐蚀性、生物相容性等众多优点，被国防工业、民生领域广泛应用，是钛资源所形成商业化产品中应用较广泛、商业附加值最高的商品种类。钛铝合金，因出色的材料性能，产量占钛合金总产量的50％以上，成型件占钛合金成型件的95％，是目前世界各国应用最为广泛的钛合金产品。
现行钛铝合金型材的制取过程以金属钛粉、铝粉为初始原料，经金属合金熔炼方法制取得到合金粉末产品，通过粉末冶金压制成型。此方法产品纯度低、合金成分容易偏析，还原过程是多步骤的，而且还原设备要求较高，自动化程度不高。所以上述方法成本较高能耗高。这很大程度的制约了钛铝合金的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能显著提高成品纯度，显著降低生产成本，降低生产能耗的用于钛铝合金的生产方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于钛铝合金的生产方法，所述的生产方法以钛渣作为钛原材料，添加钙热还原剂和过量的金属铝粉，混合后在1450-1750℃的还原温度条件下还原熔炼制得所述的钛铝合金。
本发明的有益效果是：本申请采用钛渣作为钛原材料，然后再添加钙热还原以及现有技术中的金属铝粉，然后在通过1450-1750℃的高源还原条件下还原熔炼制取所述的钛铝合金。现于本申请提供的技术方案采用的主要原料是钛渣而不是金属钛料，然后再加入还原剂以及合金成分，在高温条件下还原获得，从而既可以省去制取纯钛金属这样一个过程中，而且钛金属通过钛渣在生产过程中还原获得，避免了生产过程中的钛被氧化，由于生产过程中有化学反应，还可以避免出现偏析现象，达到显著提高成品纯度，显著降低生产成本，降低生产能耗的目的。
进一步的是，所述的钙热还原剂为氟化钙、金属钙以及氧化钙中的一种或多种的组合物。
上述方案的优选方式是，混合均匀的反应物中TiO2:Al:CaO:CaF2的配比为1:(0.5-1.65):(0.25-1.05):(0.08-0.35)。
进一步的是，待混合物在1450-1750℃的还原温度条件下全部熔化后，再在1400-1800℃条件保温10-20分钟完成还原和熔炼过程中。
上述方案的优选方式是，保温合格的熔融物取出空冷却室温。
进一步的是，在所述的钛渣中，二氧化钛的含量在25-35％之间，氧化钙的含量在10-11％。
进一步的是，所述的金属铝粉的粒度小于0.1毫米。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供的一种能显著提高成品纯度，显著降低生产成本，降低生产能耗的用于钛铝合金的生产方法。所述的生产方法以钛渣作为钛原材料，添加钙热还原剂和过量的金属铝粉，混合后在1450-1750℃的还原温度条件下制得所述的钛铝合金。本申请采用钛渣作为钛原材料，然后再添加钙热还原以及现有技术中的金属铝粉，然后在通过1450-1750℃的高源还原条件下还原熔炼制取所述的钛铝合金。现于本申请提供的技术方案采用的主要原料是钛渣而不是金属钛料，然后再加入还原剂以及合金成分，在高温条件下还原获得，从而既可以省去制取纯钛金属这样一个过程中，而且钛金属通过钛渣在生产过程中还原获得，避免了生产过程中的钛被氧化，由于生产过程中有化学反应，还可以避免出现偏析现象，达到显著提高成品纯度，显著降低生产成本，降低生产能耗的目的。
上述实施方式中，为了最大限度的降低生成本，使本申请提供的技术方案所需的各种原料能通用化、常规化，所述的钙热还原剂为氟化钙、金属钙以及氧化钙中的一种或多种的组合物。此时，混合均匀的反应物中TiO2:Al:CaO:CaF2的配比优选为1:(0.5-1.65):(0.25-1.05):(0.08-0.35)。进一步的，对钛钛渣以及金属铝粉也提供了优选的成分以及粒度要求，即在所述的钛渣中，二氧化钛的含量在25-35％之间，氧化钙的含量在10-11％；所述的金属铝粉的粒度小于0.1毫米。这样可以最大限度的保证钛铝合金的纯度、最大限度避免出现偏析现象。
同时，本申请对冶炼过程也提供了进一步的手段，即在原还过程中，待混合物在1450-1750℃的还原温度条件下全部熔化后，再在1400-1800℃条件保温10-20分钟完成还原和熔炼过程中。保温合格的熔融物取出空冷却室温。这样，可以使本申请提供的工艺方法的生产率更高，生产成本更低。
本申请提供的技术方案的作用机理为：
应用钛渣作为钛原材料，过量的金属铝粉中有一部分作为还原剂来还原钛渣中的钛的氧化物，剩余的铝粉提供合金中的铝原材料，在还原熔炼的过程中一步合金化得到钛铝合金。再进行渣和合金的分离过程。
本方法的添加剂使用氟化钙，金属钙或者氧化钙，组成钙热还原剂，能够有选择的将钛转变成钛铝合金，并限制氧和氮进入钛铝合金当中。熔炼还原温度在1450-1750℃
本方法中钛渣，铝，钙，氟化钙所提出的比例为1:(0.58-1.62):(0.28-1.1):(0.09-0.32)，此方法一方面能够将钛提取出来，使其进入到钛铝合金中；在还原初始钛渣的过程中形成易熔的低熔点的合金体系，另一方面说，要能够加快还原熔炼过程，减少耐火材料和能源消耗。
本方法选取的反应温度在1450-1750℃条件下所进行的还原熔炼反应，能够得到钛铝金属间化合物TixAly，其内部化学键非常稳定，从而使合金内部具有较高含量的钛。所得到的冶金残渣-铝钙残渣，可以用作下次生产所用的耐火材料。
实施例一
使用的原料质量150-200克，含有30％的二氧化钛、10.5％的氧化钙，铝粉(粒度小于0.1毫米)，氧化钙(CaO)和氟化钙(CaF2)，把上述炉料混合在一起，一点点装入刚玉反应釜中，然后，将刚玉反应釜放入到电阻炉中，将温度升高至1450-1600℃，使炉料熔化。在这个例子中，TiO2:Al:CaO:CaF2所选择的比例是1:(0.5-1.65):(0.25-1.05):(0.08-0.35)。反应物完全熔化后，在1400-1800℃的温度条件下将熔融物质保持10-20分钟，在将坩埚取出在空气中冷却。整个反应过程不超过30分钟。在上述的条件下，在钛铝合金中钛的提取率为91.2％-99.1％，合金中氧的含量达到0.01％-0.9％，氮为0.06-0.09％。

Claims (7)

1.一种用于钛铝合金的生产方法，其特征在于：所述的生产方法以钛渣作为钛原材料，添加钙热还原剂和过量的金属铝粉，混合后在1450-1750℃的还原温度条件下还原熔炼制得所述的钛铝合金。
2.根据权利要求1所述的用于钛铝合金的生产方法，其特征在于：所述的钙热还原剂为氟化钙、金属钙以及氧化钙中的一种或多种的组合物。
3.根据权利要求2所述的用于钛铝合金的生产方法，其特征在于：混合均匀的反应物中TiO2:Al:CaO:CaF2的配比为1:(0.5-1.65):(0.25-1.05):(0.08-0.35)。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于钛铝合金的生产方法，其特征在于：待混合物在1450-1750℃的还原温度条件下全部熔化后，再在1400-1800℃条件保温10-20分钟完成还原和熔炼过程中。
5.根据权利要求4所述的用于钛铝合金的生产方法，其特征在于：保温合格的熔融物取出空冷却室温。
6.根据权利要求5所述的用于钛铝合金的生产方法，其特征在于：在所述的钛渣中，二氧化钛的含量在25-35％之间，氧化钙的含量在10-11％。
7.根据权利要求1所述的用于钛铝合金的生产方法，其特征在于：所述的金属铝粉的粒度小于0.1毫米。
CN201711022070.7A 2017-10-26 2017-10-26 用于钛铝合金的生产方法 Pending CN107828978A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711022070.7A CN107828978A (zh) 2017-10-26 2017-10-26 用于钛铝合金的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711022070.7A CN107828978A (zh) 2017-10-26 2017-10-26 用于钛铝合金的生产方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107828978A true CN107828978A (zh) 2018-03-23

Family

ID=61649912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711022070.7A Pending CN107828978A (zh) 2017-10-26 2017-10-26 用于钛铝合金的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107828978A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110343867A (zh) * 2018-04-03 2019-10-18 上海广谋能源技术开发有限公司 一种利用高钛渣直接生产钛及钛合金的方法
CN110964945A (zh) * 2020-01-03 2020-04-07 北京科技大学 一种氧化物弥散强化(ods)钛及钛合金的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102321817A (zh) * 2011-09-09 2012-01-18 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种用熔分钛渣制备含钛合金的方法
JP2012241230A (ja) * 2011-05-19 2012-12-10 Hitachi Metals Ltd インゴットの製造方法
RU2485194C1 (ru) * 2012-02-13 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) Способ получения титаноалюминиевого сплава из оксидного титансодержащего материала
CN103409628A (zh) * 2013-09-02 2013-11-27 攀枝花学院 一种制备钛铝合金的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012241230A (ja) * 2011-05-19 2012-12-10 Hitachi Metals Ltd インゴットの製造方法
CN102321817A (zh) * 2011-09-09 2012-01-18 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种用熔分钛渣制备含钛合金的方法
RU2485194C1 (ru) * 2012-02-13 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) Способ получения титаноалюминиевого сплава из оксидного титансодержащего материала
CN103409628A (zh) * 2013-09-02 2013-11-27 攀枝花学院 一种制备钛铝合金的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
马兰 等: "真空电磁悬浮精炼钛铝基中间合金试验研究", 《钢铁钒钛》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110343867A (zh) * 2018-04-03 2019-10-18 上海广谋能源技术开发有限公司 一种利用高钛渣直接生产钛及钛合金的方法
CN110964945A (zh) * 2020-01-03 2020-04-07 北京科技大学 一种氧化物弥散强化(ods)钛及钛合金的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102115821B (zh) 冶炼钒铁的方法
CN107099715B (zh) 基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钒铁合金的方法
CN103276264B (zh) 一种低成本热强变形镁合金及其制备方法
CN100507036C (zh) 基于铝热还原-真空感应熔炼制备高钛铁的方法
CN107099696B (zh) 基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钛铁合金的方法
CN101724752A (zh) 中钒铁的冶炼方法
CN105316550B (zh) 一种含长周期结构相高阻尼镁合金及其制备方法
CN101519743B (zh) 钒铬铝合金及其生产方法
CN107964599B (zh) 能够提高钒收率的直筒炉钒铁冶炼方法
CN107828978A (zh) 用于钛铝合金的生产方法
CN104894376A (zh) 电热还原法制备V-Ti-Fe系储氢合金
CN105603257B (zh) 高品质钛铁的生产方法
CN102534273A (zh) 一种硅铝热法冶炼钼铁工艺
CN106834891A (zh) 一种钛铁合金的制备方法
CN106191506B (zh) 一种外氧化弥散强化铜合金的制备工艺
CN107400813A (zh) 具有阻燃性的Mg‑Li‑Si镁锂合金及其加工工艺
CN107354328A (zh) 一种中钒铁生产工艺
CN111850234B (zh) 一种高收得率高强度的冷拔脱氧铝棒及其加工工艺
CN102605182B (zh) 一种炉外法70#高钛铁的生产方法
CN112374472B (zh) 一种氮化钛包覆Ti2O3复合Al2O3材料及其制备方法
CN107435114A (zh) 一种具有阻燃性的Mg‑Li‑Al镁锂合金及其加工工艺
CN100485064C (zh) 钛精矿生产钛铁用复合发热剂
CN106834880A (zh) 一种钛铁合金的制备方法
CN107460350A (zh) 金属添加剂
RU2455379C1 (ru) Способ выплавки низкоуглеродистых марганецсодержащих сплавов

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180323