CN1428446A - 真空感应熔炼Ti－Al－Nb－B合金的工艺 - Google Patents

真空感应熔炼Ti－Al－Nb－B合金的工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN1428446A
CN1428446A CN 01138917 CN01138917A CN1428446A CN 1428446 A CN1428446 A CN 1428446A CN 01138917 CN01138917 CN 01138917 CN 01138917 A CN01138917 A CN 01138917A CN 1428446 A CN1428446 A CN 1428446A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
melting
charging
furnace
crucible
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.)
Granted
Application number
CN 01138917
Other languages
English (en)
Other versions
CN1164780C (zh
Inventor
刘奎
马颖澈
高明
张顺南
李依依
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.)
Institute of Metal Research of CAS
Original Assignee
Institute of Metal Research of CAS
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 Institute of Metal Research of CAS filed Critical Institute of Metal Research of CAS
Priority to CNB011389176A priority Critical patent/CN1164780C/zh
Publication of CN1428446A publication Critical patent/CN1428446A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1164780C publication Critical patent/CN1164780C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明公开一种真空感应熔炼Ti－Al－Nb－B合金的工艺。采用热力学稳定的CaO坩埚并在正压氩气气氛下感应熔炼Ti－Al－Nb－B合金，具体为：按合金要求的原子比取工业纯Al、Nb－1条或电子束熔炼Nb、Al－B合金及0#－Ti；按顺序装炉：Al、Nb、Al－B装入CaO坩埚中，将Ti加入于合金加料斗，熔炼过程中后加入；再将炉体抽真空，当炉内的真空度低于2Pa时，炉内充氩气，加压力至1.5～2.0atm之间；送电，熔化Al、Nb、Al－B，Al、Nb和Al－B熔化过程中，向CaO坩埚内加金属Ti；将所述合金原料全部化清后，调整浇注温度至80～120℃间，浇注合金液得铸件。本发明能减少熔炼过程中坩埚与熔融合金液间的强烈反应，提高熔炼合金纯净度。

Description

真空感应熔炼Ti-Al-Nb-B合金的工艺
技术领域
本发明涉及真空冶金技术，具体地说是一种真空感应熔炼Ti-Al-Nb-B合金的工艺。
背景技术
在现有技术中，Ti-Al-Nb-B类型材料由于熔点高、活性极强，采用常规MgO、Al2O3坩埚真空感应熔炼合金，即使在熔炼过程炉内通入一定压力的惰性气氛，坩埚与熔融合金液也将剧烈反应，熔炼过程不能正常进行。因此，目前国外合金的制备多采用先进的等离子熔炼技术，但这种技术的熔炼合金的成本高，价格昂贵，不适合我国国情。
发明内容
本发明的目的是提供一种能减少熔炼过程中坩埚与熔融合金液间的强烈反应，提高熔炼合金纯净度的真空感应熔炼Ti-Al-Nb-B合金的工艺。
本发明技术方案是：用热力学稳定的CaO坩埚，在正压氩气气氛下感应熔炼Ti-Al-Nb-B活性合金；具体过程为：
1)合金原料：按合金要求的原子比取工业纯Al，Nb-1条或电子束熔炼Nb，Al-B合金，0#-Ti；
2)装炉：按如下顺序装炉：Al、Nb-1条或电子束熔炼Nb、Al-B装入CaO坩埚中，将Ti加入于合金加料斗，熔炼过程中后加入；
3)施加正压：首先将炉体抽真空，当炉内的真空度低于2Pa时，炉内充氩气，加压力至1.5～2.0atm之间；
4)合金熔化：送电，熔化Al、Nb、Al-B，Al、Nb和Al-B熔化过程中，向CaO坩埚内加金属Ti；
5)合金的浇注：将所述合金原料全部化清后，调整浇注温度至80～120℃间，浇注合金液。
本发明原理是：本发明采用的CaO坩埚具有很强的热力学稳定性，可减少活性合金液与坩埚间反应带来的合金熔炼过程的增氧；但即使这样，熔炼过程中熔融Ti与此坩埚仍然会发生如下反应：
                
真空下熔炼Ti-Al-Nb-B合金，炉内Ca蒸汽压低，上述反应较容易进行，本发明在惰性气氛的正压条件下熔炼，则大大降低了活性合金液与坩埚间反应的动力学进程，有效抑制上述反应，对熔炼纯净高的合金具有相当大的作用。
本发明优点是：
1.本发明采用的CaO坩埚具有良好的热力学稳定性，大大减少了Ti-Al-Nb-B合金熔炼过程与坩埚间的反应。
2.本发明在惰性气氛下正压熔炼高熔点Ti-Al-Nb-B合金，有效抑制了活性合金液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1400ppm的活性Ti-Al-Nb-B合金。在正压氩气气氛下熔炼活性合金，目前未发现有关报道。
3.本发明的真空感应熔炼技术，相对于其他真空冶金技术(电子束、等离子熔炼，真空自耗)，设备成本低，工艺简单，操作方便，大大降低了合金的制造成本，使得Ti-Al-Nb-B类合金在高技术领域中的实际应用将会成为现实。
具体实施方式
实施例1
用热力学稳定的CaO坩埚，在正压氩气气氛下感应熔炼Ti-Al-Nb-B活性合金，具体过程为：
1)熔炼的坩埚采用CaO陶瓷坩埚，纯度≥98.9％；
2)合金原料：按原子比取工业纯Al、电子束熔炼的高纯Nb(O：120ppm)、Al-B合金及0#-Ti作原料，其原子比为Ti∶Al∶Nb∶B＝45∶46∶8∶1；
3)装炉：按如下顺序装炉：Al、Nb、Al-B装入CaO坩埚中，因Ti活性最强，故Ti加入于合金加料斗，熔炼过程中后加入；
4)施加正压：首先将炉体抽真空，当炉内的真空度等于1Pa时，炉内充氩气，加压力至1.5atm；
5)合金熔化：送电，熔化Al、Nb、Al-B，Al、Nb和Al-B熔化过程中，向CaO坩埚内按所述原子比加金属Ti；
6)合金的浇注：将所述合金原料全部化清后，调整浇注温度至80℃，浇注合金液，得Ti46Al8Nb1B合金铸锭。
CaO坩埚的具体制备过程：
原材料CaO砂以高纯石灰石CaCO3为原料，采用高温晶化法，经破碎、筛分制得；以无水乙醇作粘结剂冷等静压素坯成型，成型压力150～240MPa，保压时间2～8分钟，烧结制度为随炉升温至1600～1750℃，保温2～4小时，炉冷，最终得到CaO坩埚，其中：所采用的原料CaO砂中CaO颗粒粒度配比：1～2mm占40～45％重量，0.5～1mm占15～25％重量，＜0.5mm占30～45％重量；另加入粒度为1～2mm的占总重量1～3％ZrO2颗粒作为添加剂；其具体制备工艺为：a.CaO粒度配比：1～2mm占40％，0.5～1mm占20％，＜0.5mm占40％；b.素坯成型方法：冷等静压；c.成型压力：200MPa；d.保压时间：4分钟；e.烧结制度：随炉升温至1650℃，保温2小时炉冷；f.添加剂：2％ZrO2颗粒，其粒度为1～2mm；g.粘结剂：无水乙醇。本实施例熔炼合金的成分见表1：
表1真空感应熔炼Ti46Al8Nb1B合金的成分(wt％)
  样品号     Ti     Al     Nb     B     C     O
    123     Bal.Bal.Bal.     31.8030.8030.10     18.2017.7017.40     0.230.230.23     0.0290.0250.016     0.0750.0360.056
注：此三炉合金均为浇注于铸铁模中的铸锭。
可见，用经电子束精练的高纯Nb(O：120ppm)作原料，熔炼的Ti46Al8Nb1B合金的氧含量可小于1000ppm，完全达到了国外同类合金的水平。
实施例2
用热力学稳定的CaO坩埚并在正压氩气气氛下感应熔炼该类型活性合金，具体过程为：
1)熔炼的坩埚采用CaO陶瓷坩埚，纯度≥98.9％；
2)合金原料：按原子比取工业纯Al，氧含量较高的Nb-1条(O：1500ppm)，Al-B合金，0#-Ti，制备样品1、2、3，其中样品1、2的原子比为Ti∶Al∶Nb∶B＝45∶46∶8∶1，样品3原子比为：Ti∶Al∶Nb∶B＝47∶44∶8∶1；
3)装炉：按如下顺序装炉：Al、Nb-1、Al-B装入CaO坩埚中，因Ti活性最强，故Ti加入于合金加料斗，熔炼过程中后加入；
4)施加正压：首先将炉体抽真空，当炉内的真空度等于1.9Pa时，炉内充氩气，加压力至2.0atm；
5)合金熔化：送电，熔化Al、Nb-1、Al-B，在Al、Nb-1和Al-B熔化过程中向CaO坩埚内按所述原子比加金属Ti；
6)合金的浇注：将所述合金原料全部化清后，调整浇注温度至120℃，浇注合金液，得样品1、2的Ti46Al8Nb1B及样品3的Ti44Al8Nb1B合金铸件。
本实施例熔炼合金的成分见表2：
         表2真空感应熔炼TiAlNbB合金的成分(wt％)
  样品号     Ti     Al     Nb     B     C     O
    123     Bal.Bal.Bal.     27.6027.7028.00     17.4016.8017.90     ----0.20     0.0220.0130.024     0.140.140.11
注：样品1、2为Ti46Al8Nb1B合金，3为Ti44Al8Nb1B合金，此三炉合金均浇注于Al2O3模壳中。
可见，用氧含量较高的Nb-1条作原料(O：1500ppm)，合金的氧含量控制在1400ppm，完全达到了国外同类合金的水平。

Claims (2)

1.一种真空感应熔炼Ti-Al-Nb-B合金的工艺，其特征在于：采用热力学稳定的CaO坩埚，在正压氩气气氛下感应熔炼Ti-Al-Nb-B活性合金。
2.按照权利要求1所述工艺，其特征在于具体过程为：
1)合金原料：按Ti-Al-Nb-B合金要求的原子比取工业纯Al、Nb-1条或电子束熔炼Nb、Al-B合金及0#-Ti；
2)装炉：按如下顺序装炉：Al、Nb、Al-B装入CaO坩埚中，将Ti加入于合金加料斗，熔炼过程中后加入；
3)施加正压：首先将炉体抽真空，当炉内的真空度低于2Pa时，炉内充氩气，加压力至1.5～2.0atm之间；
4)合金熔化：送电，熔化Al、Nb、Al-B，Al、Nb和Al-B熔化过程中，向CaO坩埚内加金属Ti；
5)合金的浇注：将所述合金原料全部化清后，调整浇注温度至80～120℃间，浇注合金液，获得Ti-Al-Nb-B合金。
CNB011389176A 2001-12-25 2001-12-25 真空感应熔炼Ti-Al-Nb-B合金的工艺 Expired - Lifetime CN1164780C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB011389176A CN1164780C (zh) 2001-12-25 2001-12-25 真空感应熔炼Ti-Al-Nb-B合金的工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB011389176A CN1164780C (zh) 2001-12-25 2001-12-25 真空感应熔炼Ti-Al-Nb-B合金的工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1428446A true CN1428446A (zh) 2003-07-09
CN1164780C CN1164780C (zh) 2004-09-01

Family

ID=4674869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB011389176A Expired - Lifetime CN1164780C (zh) 2001-12-25 2001-12-25 真空感应熔炼Ti-Al-Nb-B合金的工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1164780C (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1319681C (zh) * 2005-08-05 2007-06-06 哈尔滨工业大学 大尺寸无孔洞缺陷的TiAl基合金锭的熔铸方法
CN101121967B (zh) * 2006-08-09 2010-11-24 中国科学院金属研究所 一种真空感应熔炼TiAl基合金的方法
CN103710554A (zh) * 2014-01-23 2014-04-09 哈尔滨工业大学 一种用真空压力浸渗法制备Ti2AlNb合金的方法
CN104651662A (zh) * 2013-11-21 2015-05-27 安泰科技股份有限公司 钛铝合金靶材的真空感应熔炼方法
CN104928531A (zh) * 2015-05-12 2015-09-23 哈尔滨工业大学 一种均匀化TiAl合金层片组织及其制备方法
CN107148484A (zh) * 2014-11-04 2017-09-08 株式会社神户制钢所 Al－Nb－Ti系合金的脱氧方法
CN107699738A (zh) * 2017-09-29 2018-02-16 成都露思特新材料科技有限公司 一种细晶TiAl合金及其制备方法、航空发动机、汽车

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201214650D0 (en) * 2012-08-16 2012-10-03 Univ Brunel Master alloys for grain refining

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1319681C (zh) * 2005-08-05 2007-06-06 哈尔滨工业大学 大尺寸无孔洞缺陷的TiAl基合金锭的熔铸方法
CN101121967B (zh) * 2006-08-09 2010-11-24 中国科学院金属研究所 一种真空感应熔炼TiAl基合金的方法
CN104651662A (zh) * 2013-11-21 2015-05-27 安泰科技股份有限公司 钛铝合金靶材的真空感应熔炼方法
CN103710554A (zh) * 2014-01-23 2014-04-09 哈尔滨工业大学 一种用真空压力浸渗法制备Ti2AlNb合金的方法
CN103710554B (zh) * 2014-01-23 2015-10-28 哈尔滨工业大学 一种用真空压力浸渗法制备Ti2AlNb合金的方法
CN107148484A (zh) * 2014-11-04 2017-09-08 株式会社神户制钢所 Al－Nb－Ti系合金的脱氧方法
CN107148484B (zh) * 2014-11-04 2019-10-01 株式会社神户制钢所 Al－Nb－Ti系合金的脱氧方法
CN104928531A (zh) * 2015-05-12 2015-09-23 哈尔滨工业大学 一种均匀化TiAl合金层片组织及其制备方法
CN107699738A (zh) * 2017-09-29 2018-02-16 成都露思特新材料科技有限公司 一种细晶TiAl合金及其制备方法、航空发动机、汽车

Also Published As

Publication number Publication date
CN1164780C (zh) 2004-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6918942B2 (en) Process for production of titanium alloy
CN110819873B (zh) 一种添加纳米氧化钇的高Nb-TiAl合金及其制备方法
CN1164782C (zh) 真空感应熔炼Ti-Ni及Ti-Ni-Nb形状记忆合金的工艺
CN115094263B (zh) 铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用
CN1428446A (zh) 真空感应熔炼Ti－Al－Nb－B合金的工艺
CN112921196A (zh) 一种耐蚀Ti35钛合金铸锭的制备方法
CN111575572A (zh) 一种B掺杂TiZrNb多主元合金及其制备方法
CN114381628B (zh) 一种精炼剂及其制备方法和应用
CN1288265C (zh) 一种铝铌钽中间合金及其制备方法
CN102534272A (zh) 一种高真空熔炼钴基钼镁合金的加工方法
CN102952969B (zh) 大尺寸Zr基准晶材料及其制备方法
CN114000010A (zh) 一种高品质钛合金铸锭及其生产方法
CN102418008A (zh) 一种用HfC去除夹杂的高强度铝合金及其制备方法
CN112795836A (zh) 一种钛处理降低低密度钢中氮化铝夹杂物的方法
CN111733356A (zh) 一种镍铪中间合金及其制备方法
CN1282758C (zh) 一种铝钼铌硅中间合金及其制备方法
CN1282760C (zh) 一种铝钼钒中间合金及其制备方法
CN1288264C (zh) 一种钒铝铁中间合金及其制备方法
CN1294283C (zh) 一种铝钒钼铁中间合金及其制备方法
CN115747597B (zh) 一种NbTaHf合金铸锭及其制备方法
CN1276983C (zh) 一种钒铝铬中间合金及其制备方法
CN1298873C (zh) 一种钒铝锡中间合金及其制备方法
CN101376930A (zh) 一种Ti-Sn中间合金及其制备方法
CN1288263C (zh) 一种铝钼硅中间合金及其制备方法
CN1288260C (zh) 一种铝钼铬铁硅中间合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20040901

CX01 Expiry of patent term