CN110423929A - 用于tb8铸锭熔炼的四元中间合金其及制备方法 - Google Patents

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苏舒祥
李佳伟
杨飞
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Abstract

本发明提供一种用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金，其组份按重量百分比计包括：Mo，70～75％；Nb，12.5‑15％；Si，0.9‑1.45％；Al，余量。本发明还提供一种用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金的制备方法。与相关技术相比，本发明的用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金及其制备方法，其四元中间合金直接加入至TB8铸锭熔炼中，使得制备TB8铸锭的工艺简化，缩短生产周期和降低成本，且制备的TB8铸锭稳定性好，成品率高。

Description

用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金其及制备方法
技术领域
本发明涉及一种合金材料领域，尤其涉及一种用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金其及制备方法。
背景技术
TB8材料是目前国内强度最高的钛合金材料，用于制造的紧固件是我国高性能紧固件发展的基础和方向。
相关技术中TB8铸锭熔炼时，其工艺为通过添加二元合金和单质元素来完成熔炼，其需要添加：纯钼粉或钛钼、铝豆、钛铌、铝硅进行铸锭熔炼，工艺繁琐，添加合金种类繁多，比较容易出现添加失误，熔炼过程复杂，要经过真空自耗炉翘氏炉要5次熔炼才能完成，不仅加工成本高昂加工周期长。而且纯钼粉熔点高(2600度)左右，不导磁比重大，各种二元合金和单质元素金属之间的熔点差异比较大，容易出现偏析现象，导致成品合格率低。
因此，有必要提供一种新的用于TB8铸锭熔炼的中间合金其及制备方法解决上述问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金其及制备方法，用以简化制备TB8铸锭的工艺，缩短生产周期和降低成本，且制备的TB8铸锭稳定性好，成品率高。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金，其组份按重量百分比计包括：
Mo，70～75％；
Nb，12.5-15％；
Si，0.9-1.45％；
Al，余量。
优选的，所述四元中间合金其组份按重量百分比计包括：
Mo，70～73％；
Nb，13-14％；
Si，1-1.4％；
Al，余量。
优选的，所述四元中间合金其组份按重量百分比计包括：
Mo，71～72％；
Nb，13-13.5％；
Si，1.1-1.3％；
Al，余量。
优选的，所述四元中间合金其组份按重量百分比计包括：
Mo，72％；
Nb，13.5％；
Si，1.2％；
Al，余量。
本发明还提供一种用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤S1、将主原料及辅助原料放于烘干室，保持烘干室温度 45℃，烘干时间为24小时；其中，所述主原料包括三氧化钼、五氧化二铌、工业硅及铝粉，所述辅助原料包括萤石粉；
步骤S2、将所述主原料及所述辅助原料按如下配比：三氧化钼， 2.0-2.6kg；五氧化二铌，0.8-1.2kg；工业硅，0.08-0.0.1；铝粉， 0.973-1.952kg；萤石粉，0.022-0.05kg，加入至混料机里均匀混合得到混料，混合时间大于10分钟；
步骤S3、将所述混料装入预制的石墨坩埚内，再用引火剂在所述混料表面引燃；
步骤S4、待燃烧完并冷却24小时以后打开所述石墨坩埚，得到所述四元中间合金的毛锭。
优选的，该方法还包括步骤S5：取出所述毛锭并进行打磨、休整、及粉碎工艺处理，得到所述四元中间合金。
优选的，所述步骤S3中还包括，将所述混料装入预制的石墨坩埚内后，将所述混料表面作平整处理。
相较于现有技术，本发明的用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金其及其制备方法中，在所述TB8铸锭熔炼时，直接加入本发明的所述四元中间合金，同时添加微量的铝豆进行熔炼，可避免整个熔炼过程中添加多种合金而增加制备工艺的复杂性，从而简化工艺过程和缩短了制备周期；因直接加入上述四元中间合金，避免了分别多次加不同种类合金时导致的各种合金之间温度差异及引起的偏析问题，从而使得制备的TB8铸锭性能稳定，成品率高；同时，因减少合金种类的添加使得熔炼加工周期短并降低了生产成本。
具体实施方式
下面将结合实施方式对本发明作进一步说明。
本发明提供了本发明提供了一种用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金，其组份按重量百分比计包括：Mo(钼)，70～75％；Nb(铌)， 12.5-15％；Si(硅)，0.9-1.45％；Al(铝)，余量。
具体的，制备所述四元中间合金的原料包括主原料和辅助原料，所述主原料包括三氧化钼、五氧化二铌、工业硅及铝粉；所述辅助原料包括萤石粉。利用铝热还原法，还原铌、钼氧化物制得铝钼铌硅四元中间合金，即所述四元中间合金。
更优的，所述四元中间合金其组份按重量百分比计包括：Mo， 70～73％；Nb，13-14％；Si，1-1.4％；Al，余量。
更优的，所述四元中间合金其组份按重量百分比计包括：Mo， 71～72％；Nb，13-13.5％；Si，1.1-1.3％；Al，余量。
本发明的所述四元中间合金提供以下几个实施例：
实施例一
所述四元中间合金其组份按重量百分比计包括：Mo，70％；Nb， 12.5％；Si，0.9％；Al，余量。
实施例二
所述四元中间合金其组份按重量百分比计包括：Mo，75％；Nb， 15％；Si，1.45％；Al，余量。
实施例三
所述四元中间合金其组份按重量百分比计包括：Mo，72％；Nb， 13.5％；Si，1.2％；Al，余量。
实施例四
所述四元中间合金其组份按重量百分比计包括：Mo，73％；Nb， 14％；Si，1.3％；Al，余量。
实施例五
所述四元中间合金其组份按重量百分比计包括：Mo，74％；Nb， 14.5％；Si，1.4％；Al，余量。
实施例六
所述四元中间合金其组份按重量百分比计包括：Mo，71％；Nb， 13％；Si，1.0％；Al，余量。
本发明还提供一种用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤S1、将主原料及辅助原料放于烘干室，保持烘干室温度 45℃，烘干时间为24小时；其中，所述主原料包括三氧化钼、五氧化二铌、工业硅及铝粉，所述辅助原料包括萤石粉。
步骤S2、将所述主原料及所述辅助原料按如下配比：三氧化钼， 2.0-2.6kg；五氧化二铌，0.8-1.2kg；工业硅，0.08-0.0.1；铝粉， 0.973-1.952kg；萤石粉，0.022-0.05kg，加入至混料机里均匀混合得到混料，混合时间大于10分钟。
步骤S3、将所述混料装入预制的石墨坩埚内，再用引火剂在所述混料表面引燃。
本步骤中，更优的将所述混料装入预制的石墨坩埚内后，将所述混料表面作平整处理，再引燃，该处理使得混料受热均匀，可靠性好。
步骤S4、待燃烧完并冷却24小时以后打开所述石墨坩埚，得到所述四元中间合金的毛锭。
步骤S5、取出所述毛锭并进行打磨、休整、及粉碎工艺处理，得到所述四元中间合金。
需要说明的是，根据所制备的四元中间合金中各元素的配比情况，可对所述原料和所述辅助原料的配量按本发明提供的范围进行调节，使得制备后得到的所述四元中间合金中各元素配比满足所需。
相较于现有技术，本发明的用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金其及其制备方法中，在所述TB8铸锭熔炼时，直接加入本发明的所述四元中间合金，同时添加微量的铝豆进行熔炼，可避免整个熔炼过程中添加多种合金而增加制备工艺的复杂性，从而简化工艺过程和缩短了制备周期；因直接加入上述四元中间合金，避免了分别多次加不同种类合金时导致的各种合金之间温度差异及引起的偏析问题，从而使得制备的TB8铸锭性能稳定，成品率高；同时，因减少合金种类的添加使得熔炼加工周期短并降低了生产成本。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金，其特征在于，其组份按重量百分比计包括：
Mo，70～75％；
Nb，12.5-15％；
Si，0.9-1.45％；
Al，余量。
2.根据权利要求1所述的用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金，其特征在于，其组份按重量百分比计包括：
Mo，70～73％；
Nb，13-14％；
Si，1-1.4％；
Al，余量。
3.根据权利要求2所述的用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金，其特征在于，其组份按重量百分比计包括：
Mo，71～72％；
Nb，13-13.5％；
Si，1.1-1.3％；
Al，余量。
4.根据权利要求3所述的用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金，其特征在于，其组份按重量百分比计包括：
Mo，72％；
Nb，13.5％；
Si，1.2％；
Al，余量。
5.一种用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤S1、将主原料及辅助原料放于烘干室，保持烘干室温度45℃，烘干时间为24小时；其中，所述主原料包括三氧化钼、五氧化二铌、工业硅及铝粉，所述辅助原料包括萤石粉；
步骤S2、将所述主原料及所述辅助原料按如下配比：三氧化钼，2.0-2.6kg；五氧化二铌，0.8-1.2kg；工业硅，0.08-0.0.1；铝粉，0.973-1.952kg；萤石粉，0.022-0.05kg，加入至混料机里均匀混合得到混料，混合时间大于10分钟；
步骤S3、将所述混料装入预制的石墨坩埚内，再用引火剂在所述混料表面引燃；
步骤S4、待燃烧完并冷却24小时以后打开所述石墨坩埚，得到所述四元中间合金的毛锭。
6.根据权利要求5所述的用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金的制备方法，其特征在于，还包括步骤S5：取出所述毛锭并进行打磨、休整、及粉碎工艺处理，得到所述四元中间合金。
7.根据权利要求5所述的用于TB8铸锭熔炼的四元中间合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中还包括，将所述混料装入预制的石墨坩埚内后，将所述混料表面作平整处理。
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