CN109136642A - 一种Ti-Mo中间合金及其制备方法和应用 - Google Patents

一种Ti-Mo中间合金及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可以降低熔炼含Mo钛合金成本和提升其内在质量的Ti‑Mo中间合金及其制备方法和应用。本发明以钛为基体，配入Mo削和海绵钛，压块形成自耗电极，在真空电弧自耗炉（VAR）中，含Mo和Ti的自耗电极在电弧下迅速熔化，形成均匀Ti‑Mo二元合金后，经水冷结晶器凝固，结晶成Ti‑Mo中间合金锭。

Description

一种Ti-Mo中间合金及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种中间合金，尤其涉及一种Ti-Mo中间合金及其制备方法，同时涉及了Ti-Mo中间合金在熔炼含Mo钛合金中的应用。
背景技术
中间合金是以一种金属为基体，将一种或者几种单质加入其中，以解决该单质易烧损、高熔点不易熔入、密度大易偏析等问题或者用来改善合金性能的特种合金，是一种添加型的功能材料。
目前, 熔炼含钼(Mo)钛合金所采用的材料是Mo粉或Al-Mo60中间合金，虽然均能满足熔炼和含Mo钛合金的性能要求，但Mo粉成本较高，而Al-Mo60含有Al元素，熔点和密度相对较低，所熔炼的多元Ti合金锭实际上化学成分分布不均，偏析大，加入高熔点、高密度的Ti-Mo中间合金，熔炼的含Mo钛合金锭实际化学成分与公称标准成分接近，成品材的力学性能及在硫酸、盐酸等还原性介质中显示更有耐蚀性。
采用Ti-Mo30中间合金熔炼含Mo钛合金的工艺及应用，目前暂无报导。
发明内容
本发明的目的是一种为了降低熔炼含Mo钛合金成本和提升其内在质量的Ti-Mo中间合金及其制备工艺和应用。
本发明提供了这种Ti-Mo中间合金，该中间合金以钛为基体，配入Mo削和海绵钛，压块形成自耗电极，在真空电弧自耗炉（VAR）中，含Mo和Ti的自耗电极在电弧下迅速熔化，形成均匀Ti-Mo二元合金后，经水冷结晶器凝固，结晶成Ti-Mo中间合金锭。对Ti-Mo中间合金锭再次切削加工成Ti-Mo 削。熔炼含Mo的Ti合金时，根据成品Ti合金含Mo量配入自耗电极。
一种Ti-Mo中间合金，基体为Ti, Mo和Ti元素的重量百分比的组分：Mo：28wt%-32wt%；Ti：68wt%-72wt%。
本发明还提供了Ti-Mo中间合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、称取Mo条和海绵钛作为原料，Mo条将其切削加工成Mo屑，粒度1mm-20mm, 海绵钛为粒状，粒度8mm-25mm;
步骤二、将Mo 屑和海绵钛按比例配入混均，压制成块，焊接成电极坯，形成自耗电极；
步骤三、将电极坯装入真空电弧自耗炉，炉内抽真空，给电起弧，起弧电流控制在1000~2000A；一次熔炼电流为8000A，二次熔炼电流为11000A；
步骤四、二次熔炼结束后，在结晶器内继续冷约4h后出炉得到Ti-Mo中间合金锭；
步骤五、将Ti- Mo中间合金锭进行切削，得到Ti-Nb中间合金条屑。
优选的Ti- Mo中间合金条屑颗粒粒度范围1mm-17mm。
其中步骤一Ti-Mo中间合金用原料，Mo为钼条，长度×宽度×高度为150mm×20mm×20mm, 这样的尺寸Ti和Mo更容易结合，焊接更牢固，从而防止了氧化，提高了最终产品的性能。
其中步骤二中焊接前要检验电极坯压制的质量情况，严格要求使电极坯摆放平直、每块间紧密相接，压块间缝隙≤2mm，焊接时要求焊接牢固，并防止氧化。
其中步骤二中要求每块电极坯的重量一致，从而可以保证压出的电极坯大小一致，并使压制的电极坯尺寸应与结晶器直径尺寸保持匹配，如果距离过小容易在冶炼时产生边弧。
其中步骤三中起弧电流不易过大，此时稳弧电流用较大值，使电弧正常旋转为标准，起弧后马上上提电极杆0.5cm-1.0cm，再增加电流，防止击伤结晶器底座，起弧电流一般控制在1000 A -2000A。
Ti-Mo 中间合金在熔炼含Mo 钛合金中的应用：
其中将Ti-Mo 中间合金按成品标准、技术协议等的含 Mo 量按重量百分比配入自耗电极后进行熔炼。
尤其适合熔炼覆盖各类标准含 Mo量的Ti基体合金。
本发明中的Ti-Mo中间合金加入α、β等相Ti基体合金后， Mo 释放、凝固，并均匀分布，在提高含Mo的Ti合金性能的同时，大大降低生产成本。
使用比较：Ti-Mo 中间合金在配料混均时更易操作，避免了过程粉状钼粉与条状海绵钛等因性状的差异的飞散损失。
具体实施方式
综述述技术成果仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例详细说明了本发明。
实施例1：
一种Ti-Mo中间合金，基体为Ti,Mo和Ti元素的重量百分比的组分：Mo：28wt%；Ti：72wt%。
实施例2：
一种Ti-Mo中间合金，基体为Ti, Mo和Ti元素的重量百分比的组分：Mo： 32wt%；Ti：68wt%。
实施例3：
一种Ti-Mo中间合金，基体为Ti, Mo和Ti元素的重量百分比的组分：Mo：30wt%；Ti：70wt%。
实施例1、2和3的制备方法为：
步骤一、称取Mo条和海绵钛作为原料，Mo条将其切削加工成Mo屑，粒度1mm-20mm, 海绵钛为粒状，粒度8mm-25mm;
步骤二、将Mo 屑和海绵钛按比例配入混均，压制成块，焊接成电极坯，形成自耗电极；
步骤三、将电极坯装入真空电弧自耗炉，炉内抽真空，给电起弧，起弧电流控制在1000~2000A；一次熔炼电流为8000A，二次熔炼电流为11000A；
步骤四、二次熔炼结束后，在结晶器内继续冷约4h后出炉得到Ti-Mo中间合金锭；
步骤五、将Ti- Mo中间合金锭进行切削，得到Ti-Nb中间合金条屑。

Claims (8)

1.一种Ti-Mo中间合金，其特征在于：基体为Ti, Mo和Ti元素的重量百分比的组分：Mo：28wt%-32wt%；Ti：68wt%-72wt%。
2.根据权利要求1所述的一种Ti-Mo中间合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、称取Mo条和海绵钛作为原料，Mo条将其切削加工成Mo 屑，粒度1mm-20mm, 海绵钛为粒状，粒度8mm-25mm;步骤二、将Mo 屑和海绵钛按比例配入混均，压制成块，焊接成电极坯，形成自耗电极；步骤三、将电极坯装入真空电弧自耗炉，炉内抽真空，给电起弧，起弧电流控制在1000~2000A；一次熔炼电流为8000A，二次熔炼电流为11000A；步骤四、二次熔炼结束后，在结晶器内继续冷约4h后出炉得到Ti-Mo中间合金锭；步骤五、将Ti- Mo中间合金锭进行切削，得到Ti-Nb中间合金条屑。
3.根据权利要求2所述的一种一种Ti-Mo中间合金的制备方法，其特征在于：步骤一Ti-Mo中间合金用原料，Mo为钼条，长度×宽度×高度为150mm×20mm×20mm。
4.根据权利要求2所述的一种一种Ti-Mo中间合金的制备方法，其特征在于：步骤二中焊接前要检验电极坯压制的质量情况，严格要求使电极坯摆放平直、每块间紧密相接，压块间缝隙≤2mm，焊接时要求焊接牢固。
5.根据权利要求2所述的一种Ti-Mo中间合金的制备方法，其特征在于：步骤二中要求每块电极坯的重量一致，从而可以保证压出的电极坯大小一致，并使压制的电极坯尺寸应与结晶器直径尺寸保持匹配，如果距离过小容易在冶炼时产生边弧。
6.根据权利要求2所述的一种Ti-Mo中间合金的制备方法，其特征在于：步骤三中起弧电流不易过大，此时稳弧电流用较大值，使电弧正常旋转为标准，起弧后马上上提电极杆0.5cm-1.0cm，再增加电流，防止击伤结晶器底座，起弧电流一般控制在1000 A -2000A。
7.根据权利要求1所述的一种Ti-Mo中间合金的应用，其特征在于：将Ti-Mo 中间合金按成品标准的含 Mo 量按重量百分比配入自耗电极后进行熔炼。
8.根据权利要求1所述的一种Ti-Mo中间合金的应用，其特征在于：熔炼覆盖各类标准含 Mo量的Ti基体合金。
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