JPS60228631A - チタン合金の製造方法 - Google Patents
チタン合金の製造方法Info
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- JPS60228631A JPS60228631A JP60050722A JP5072285A JPS60228631A JP S60228631 A JPS60228631 A JP S60228631A JP 60050722 A JP60050722 A JP 60050722A JP 5072285 A JP5072285 A JP 5072285A JP S60228631 A JPS60228631 A JP S60228631A
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- 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
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、予備合金を使用してチタン以外に合金要素Ｓ
ｎ、 Ｚｒ５Ｍ□および八ｆを含んたチタン合金の製造
方法に閏する。特に組成Ｔｉ−６＾−２Ｓｎ−４２ｒ−
ｆｌＭｏのチタン合金に閏する（八Ｍ５４９８１参照）
このようなチタン合金は、特に航空機および宇宙船に使
われる。多くの用途についてこれらチタン合金には、合
金要素の割合と純度とに関して極度の要求が課される。
ｎ、 Ｚｒ５Ｍ□および八ｆを含んたチタン合金の製造
方法に閏する。特に組成Ｔｉ−６＾−２Ｓｎ−４２ｒ−
ｆｌＭｏのチタン合金に閏する（八Ｍ５４９８１参照）
このようなチタン合金は、特に航空機および宇宙船に使
われる。多くの用途についてこれらチタン合金には、合
金要素の割合と純度とに関して極度の要求が課される。
従来技術
前記組成のチタン合金を作るため一般に海綿状ブータン
を、例えばパノおよびＭｏをベースにした２物質Ｐ備合
金およびｄσ綿状ＺｒとしたＺｒおよびＳｎのような金
層成分と混合する。混合物は加工され、溶融電極になり
、これら溶融電極は真空アーク炉内において溶融され、
インゴットになる。十分な均一度のチタン合金を得るた
めには、くり返し溶融が必要である（メタル３Ｂ、１９
８２０５９ Ｍから）。もちろんチタン合金製造のため
、パノの他に要素ＺｒｌＭｏ、 Ｔｉおよび残りとして
通常の添加物を含んだ予備合金も周知である。しかしと
れら周知の予備合金は、合金要素に関するチタン合金共
通の要素をカバーしているわけではない。従ってチタン
合金を作るためには別の要素を加えなければならない。
を、例えばパノおよびＭｏをベースにした２物質Ｐ備合
金およびｄσ綿状ＺｒとしたＺｒおよびＳｎのような金
層成分と混合する。混合物は加工され、溶融電極になり
、これら溶融電極は真空アーク炉内において溶融され、
インゴットになる。十分な均一度のチタン合金を得るた
めには、くり返し溶融が必要である（メタル３Ｂ、１９
８２０５９ Ｍから）。もちろんチタン合金製造のため
、パノの他に要素ＺｒｌＭｏ、 Ｔｉおよび残りとして
通常の添加物を含んだ予備合金も周知である。しかしと
れら周知の予備合金は、合金要素に関するチタン合金共
通の要素をカバーしているわけではない。従ってチタン
合金を作るためには別の要素を加えなければならない。
また予備合金内の合金要素は、チタン合金内の合金要素
の比にはなっていない。製造はテルミット法で行われる
（ドイツ連邦共和国特許出願公開箱２８２１４００号明
細書）。あらゆる公知の処置に対して、でき上ったチタ
ン合金は、しばしば合金要素の割合についてかつ純度に
ついて要素を満たしていないということがあてはまる。
の比にはなっていない。製造はテルミット法で行われる
（ドイツ連邦共和国特許出願公開箱２８２１４００号明
細書）。あらゆる公知の処置に対して、でき上ったチタ
ン合金は、しばしば合金要素の割合についてかつ純度に
ついて要素を満たしていないということがあてはまる。
特に障害になる程多量の窒化物包含物が検出される。予
備合金ではカバーされない別の合金要素を加えた場合、
その」二さらにひんばんにチタン合金中に酸素が混入し
てしまい、それにより直接または酸化物包含物の形成に
より支障がある。
備合金ではカバーされない別の合金要素を加えた場合、
その」二さらにひんばんにチタン合金中に酸素が混入し
てしまい、それにより直接または酸化物包含物の形成に
より支障がある。
発明の］−１的
本発明の課題は、どのようにして前記組成のおよびその
他のチタン合金が、極めて正確な合金要素の割合および
極めてわずかな不純物台イｆ量で製造できるかを示すこ
とにある。特に窒化物包含物が支障ないように、かつ酸
素含有量が多すぎないようにする。
他のチタン合金が、極めて正確な合金要素の割合および
極めてわずかな不純物台イｆ量で製造できるかを示すこ
とにある。特に窒化物包含物が支障ないように、かつ酸
素含有量が多すぎないようにする。
発明の構成
この課題を解決するため、本発明は次のことを示してい
る。すなわち予備合金から構成した溶融電極を用いた真
空アーク炉内で、合金要素パノ、Ｓｎ、 Ｍｏを含んだ
チタン合金を製造方法において、 ５ｎｌＯ〜１２市Ｉｉｔ％、 ７、ｒ ２１〜２３市量重重 Ｍ（１３２〜３４重量％、 残り合計０．５重量％を越えない不可避の添加物 の組成の予備合金を使用し、また予備合金中のチタンを
除いたチタン合金のすべての合金要素を、チタン合金中
の合金要素の重量％の比に相当する割合で含ませる。ア
ルミニウム含有量は、添加物を考慮して、前記重量％が
全体で１００％になるようになっている。本発明による
予備合金を使用する場合、通常の混合規則に注意するこ
とは明らかである。さらに本発明の範囲内において時に
はチタン合金に合金要素をわずかに修正添加するととが
あるが、これは結果に影響ないことは明らかである。
る。すなわち予備合金から構成した溶融電極を用いた真
空アーク炉内で、合金要素パノ、Ｓｎ、 Ｍｏを含んだ
チタン合金を製造方法において、 ５ｎｌＯ〜１２市Ｉｉｔ％、 ７、ｒ ２１〜２３市量重重 Ｍ（１３２〜３４重量％、 残り合計０．５重量％を越えない不可避の添加物 の組成の予備合金を使用し、また予備合金中のチタンを
除いたチタン合金のすべての合金要素を、チタン合金中
の合金要素の重量％の比に相当する割合で含ませる。ア
ルミニウム含有量は、添加物を考慮して、前記重量％が
全体で１００％になるようになっている。本発明による
予備合金を使用する場合、通常の混合規則に注意するこ
とは明らかである。さらに本発明の範囲内において時に
はチタン合金に合金要素をわずかに修正添加するととが
あるが、これは結果に影響ないことは明らかである。
予備合金がチタンのもの以下の溶融点を有するように、
予備合金内の要素（パノも含めて）を調節することは容
易に可能である。それにより真空アーク炉内で予備合金
から出た要素を添加することが容易になり、かつ極めて
均一な製品が得られる。これに関連して予備合金が均一
な組成とどこでも同じ粒度をイ「することも有利である
。０１「記予備合金の溶融点は、１４．００ないし１４
５０°Ｃである。
予備合金内の要素（パノも含めて）を調節することは容
易に可能である。それにより真空アーク炉内で予備合金
から出た要素を添加することが容易になり、かつ極めて
均一な製品が得られる。これに関連して予備合金が均一
な組成とどこでも同じ粒度をイ「することも有利である
。０１「記予備合金の溶融点は、１４．００ないし１４
５０°Ｃである。
特にガス含有量の少ないチタン合金を作るため例えば、
０．００１ないし０．００５％のＮおよび０．０４ない
し０．０６％の０の特にわずかなガス含有量を有しかつ
特殊な方法で作られた予備合金を使用すると有利である
。そのため本発明によれば、２段法で作られた予備合金
を使用し、その際第１段階でＭｏと パノから成る中間
合金を原料からテルミット法で作り、パノ含有量は少な
くとも１５重量％であり、かつその際中間合金と予備合
金の別の要素とを、場合によってはそれ以」−のへｉｌ
含有量のチタン合金も含めて真空誘導炉に装入し、かつ
それにより予備合金を溶融し、ガス抜きし、かつ酸化ア
ルミニウム包含物を除去する。予備合金を八１２０３／
Ｍに０／尖晶石−るっぽ内で溶融し、かつ誘導による
浴運動およびほぼ１４００℃の溶融温度でガス抜き後酸
化アルミニウム包含物を分ＲＩするまで液状に維持する
ことは有利である。
０．００１ないし０．００５％のＮおよび０．０４ない
し０．０６％の０の特にわずかなガス含有量を有しかつ
特殊な方法で作られた予備合金を使用すると有利である
。そのため本発明によれば、２段法で作られた予備合金
を使用し、その際第１段階でＭｏと パノから成る中間
合金を原料からテルミット法で作り、パノ含有量は少な
くとも１５重量％であり、かつその際中間合金と予備合
金の別の要素とを、場合によってはそれ以」−のへｉｌ
含有量のチタン合金も含めて真空誘導炉に装入し、かつ
それにより予備合金を溶融し、ガス抜きし、かつ酸化ア
ルミニウム包含物を除去する。予備合金を八１２０３／
Ｍに０／尖晶石−るっぽ内で溶融し、かつ誘導による
浴運動およびほぼ１４００℃の溶融温度でガス抜き後酸
化アルミニウム包含物を分ＲＩするまで液状に維持する
ことは有利である。
得られた利点は次の通りである。すなわち特別の条件に
注意して前記予備合金を使用した場合、極めて正確な割
合で合金要素が含まれ、かつ不純物を極めてわずかしか
含まない点で優れており、特にもはや障害となる窒化物
を含まないおどろくべきチタン合金が得られた。
注意して前記予備合金を使用した場合、極めて正確な割
合で合金要素が含まれ、かつ不純物を極めてわずかしか
含まない点で優れており、特にもはや障害となる窒化物
を含まないおどろくべきチタン合金が得られた。
本発明は前記予備合金にも関する。
実施例
１２．３８ ｋｇのＭｏＡ／７２．２２％Ｍ。
５．４０ ｋｇ ｔｖ Ａ？粒状金ｗ４９９．７ ％へ
ｊ２．８９ ｋｇのＳｎ金属 ９９．９ ％Ｓｎ５．８
３ ｋｇのＺｒ金属 ９９．０ ％Ｚ「を真空誘導炉に
挿入する。
ｊ２．８９ ｋｇのＳｎ金属 ９９．９ ％Ｓｎ５．８
３ ｋｇのＺｒ金属 ９９．０ ％Ｚ「を真空誘導炉に
挿入する。
挿入物を溶融し、ガス抜きし、かつアルゴン保護ガス中
で１／２時間にわたって液状に維持する。
で１／２時間にわたって液状に維持する。
その際液状洛中の温度はほぼ１４５０°Ｃに調節する。
アルゴン保護ガス中１４５０°Ｃで注ぎ出ず。冷却は、
アルゴン２００トルで２時間以１ 行’ｌ。
アルゴン２００トルで２時間以１ 行’ｌ。
作られたもの：
２５．０ ｋｇのＡＩＡｌ−５ｎ−Ｚｒ−（ｆ−２−４
−Ｇ、３２．３ ％ （７） ＡＩ ０．００８ ％０
） Ｃ１１，１％のＳｎ ０．００３％の Ｂ２２．５
％ｆ） Ｚｒ Ｏ，００２％ノＷ３１．７ ％ （７
） Ｍｏ ０．００２ ％（７） Ｐｂ０．１１ ％（
ＤＦｅ Ｏ，００％（７） ００．０４ ％ （７）
Ｓｉ Ｏ，００１％ノＮを含む。
−Ｇ、３２．３ ％ （７） ＡＩ ０．００８ ％０
） Ｃ１１，１％のＳｎ ０．００３％の Ｂ２２．５
％ｆ） Ｚｒ Ｏ，００２％ノＷ３１．７ ％ （７
） Ｍｏ ０．００２ ％（７） Ｐｂ０．１１ ％（
ＤＦｅ Ｏ，００％（７） ００．０４ ％ （７）
Ｓｉ Ｏ，００１％ノＮを含む。
（Ｓｉ合金ｉＡ ９９．７％のＳｉを添加するととによ
り、合金のＳｉ含有量は管理された値に調節できる。）
これら予備合金から作られた溶融電極により真空アーク
炉内ニオイテＡＭＳ ４９７５ ｎ （１９（ｉ８）
＊ タＬｅｔへＭＳ ４９７６Ａ （＋９ｆ１８）によ
る初めに述べたようなチタン合金が、極めて高純度でか
つ特に支障ある酸素含イ１−量を含まずかつ支障ある窒
化物包含物を含まずに溶融できる。
り、合金のＳｉ含有量は管理された値に調節できる。）
これら予備合金から作られた溶融電極により真空アーク
炉内ニオイテＡＭＳ ４９７５ ｎ （１９（ｉ８）
＊ タＬｅｔへＭＳ ４９７６Ａ （＋９ｆ１８）によ
る初めに述べたようなチタン合金が、極めて高純度でか
つ特に支障ある酸素含イ１−量を含まずかつ支障ある窒
化物包含物を含まずに溶融できる。
個別的には次のように作業する。予備合金の製造のため
第１段階において、特殊な燃焼容器内のテルミット法還
元によりＭｏパノ合金が作られる。そのため９９．９％
以上のＭ ｏ Ｏ３を含む純粋な酸化モリブテン（Ｖｌ
）を、９９．８％Ａｔの純度のアルミニウムと親密に混
合しかつ初期点火によって燃焼容器内で反応させる。発
熱反応によって金属とコランダトスラグの支障ない分離
が確実に行われる、。スラグの粘度を低下させる付加的
な融剤はなくともよい。このことは、融剤を添加すれば
合金を汚染する危険が排除されないので有利である。還
元のため理論混合比のアルミニウム充てんの他に、７２
〜７５％Ｍｏと２５〜２８％Ａ７を含む合金を牛しるよ
うに過剰量の添加を見積る。とのＭｏＡＡ ７５：２５
合金の製造は、５００ｋｇまでの金属重量のブロックの
大きさで行う。
第１段階において、特殊な燃焼容器内のテルミット法還
元によりＭｏパノ合金が作られる。そのため９９．９％
以上のＭ ｏ Ｏ３を含む純粋な酸化モリブテン（Ｖｌ
）を、９９．８％Ａｔの純度のアルミニウムと親密に混
合しかつ初期点火によって燃焼容器内で反応させる。発
熱反応によって金属とコランダトスラグの支障ない分離
が確実に行われる、。スラグの粘度を低下させる付加的
な融剤はなくともよい。このことは、融剤を添加すれば
合金を汚染する危険が排除されないので有利である。還
元のため理論混合比のアルミニウム充てんの他に、７２
〜７５％Ｍｏと２５〜２８％Ａ７を含む合金を牛しるよ
うに過剰量の添加を見積る。とのＭｏＡＡ ７５：２５
合金の製造は、５００ｋｇまでの金属重量のブロックの
大きさで行う。
それから第２段階において、真空誘導炉内で予備合金溶
融を行う。そのため支障なく清潔なＭｏ八へ７５ ：
２５、アルミニウム９９．７％Ａノ、ジル′：１ノ金属
、純ずず、および場合によってはクロム全屈９９．３％
Ｃｒから成りテルミット法生成物から成る使用材料を、
真空ゲートを介して＾／’２０３／ ＭｇＯ／尖晶石−
るつぼ内で溶融する。ガス抜き後１００トルのアルゴン
保護ガスふん囲気において長時間液相に維持し、かつ誘
導名運動により精製効果が得られ、それによりテルミッ
ト法合金からＡ／２０３包含物を除去することができる
。さらにこの渦運動によって最適な均一度が得られる。
融を行う。そのため支障なく清潔なＭｏ八へ７５ ：
２５、アルミニウム９９．７％Ａノ、ジル′：１ノ金属
、純ずず、および場合によってはクロム全屈９９．３％
Ｃｒから成りテルミット法生成物から成る使用材料を、
真空ゲートを介して＾／’２０３／ ＭｇＯ／尖晶石−
るつぼ内で溶融する。ガス抜き後１００トルのアルゴン
保護ガスふん囲気において長時間液相に維持し、かつ誘
導名運動により精製効果が得られ、それによりテルミッ
ト法合金からＡ／２０３包含物を除去することができる
。さらにこの渦運動によって最適な均一度が得られる。
これらすべての溶融過程は正確に管理され、かつその際
特に溶融温度に注意して、テルミット法反応の際どうし
ても生じる過熱を避けるようにする。この第２段階では
還元処理は行わない。１００トルのアルゴン保護ガス中
で銅鋳型に注ぎ出す。合金の冷却は、２００トルのアル
ゴン中で行う。作られた多物質合金は１問題なく粉砕で
き、かつ溶融電極に加工できる。
特に溶融温度に注意して、テルミット法反応の際どうし
ても生じる過熱を避けるようにする。この第２段階では
還元処理は行わない。１００トルのアルゴン保護ガス中
で銅鋳型に注ぎ出す。合金の冷却は、２００トルのアル
ゴン中で行う。作られた多物質合金は１問題なく粉砕で
き、かつ溶融電極に加工できる。
特許用Ｅ１ 人 ゲー・エフ番ニー、ゲゼルシャフト、
フユール、エレクトロメタルルギー、ミツト、ベシュレ
ンクテル、ハフノング 代理人 弁理士 １） 代 蒸 治 ＩＡＩ−
フユール、エレクトロメタルルギー、ミツト、ベシュレ
ンクテル、ハフノング 代理人 弁理士 １） 代 蒸 治 ＩＡＩ−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ０）予備合金から構成した溶融電極を用いた真空アーク
炉内で、合金要素Ａ１Ａｌ１５ｎ１を含んだチタン合金
を製造方法において、 Ｓｎ ＩＣｌ−１２重 量 ％ 、 Ｚｒ ２１〜２３重量％、 Ｍｏ ３２〜３４重量％、 ＡＩ 残り合Ｒ１−０，５重量％を越えない不可避の添加物 の組成の予備合金を使用し、また予備合金中のチタンを
除いたチタン合金のすべての合金要素を、チタン合金中
の合金要素の重量％の比に相当する割合で含まぜること
を特徴とする、チタン合金の製造方法。 Ｃ）チタンのものより低い溶敗点を有する予備合金を特
徴する特許請求の範囲第１項記載の方法。 （３）２段法で作られた予備合金を使用し、その際第１
段階でＭｏと ＡＩから成る中間合金を脂材からテルミ
ット法で作り、＾ｌ含有量は少なくとも１５重量％であ
り、かつその際中間合金と予備合金の別の要素とを、場
合によってはそれ以上の＾ｌｌ含有量チタン合金も含め
て真空誘導炉に装入し、かつそれにより予備合金を溶融
し、ガス抜きし、かつ酸化アルミニウム包含物を特徴す
る特許請求の範囲第１または第２項記載の方法。 （４）＾１２０３／ ＭｇＯ／尖晶石−るつぼ内で溶融
した予備合金を使用し、誘導による浴運動の際ガス抜き
後酸化アルミニウム包含物を分離するまで液状に維持す
る、特許請求の範囲第３項記載のの方法。 （５）合金要素ＡＩ、Ｓｎ、 Ｍｏを含み、５ｎｌＯ〜
１２重量％、 Ｚｒ ２１〜２３重量％、 Ｍｏ ３２〜３４重量％、 パノ− 残り合！１０．５市量％を越えない不可避の添加物 の組成であることを特徴とする、チタン合金を製造する
ための予備合金。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3409615.9 | 1984-03-16 | ||
| DE19843409615 DE3409615A1 (de) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | Vorlegierung fuer die herstellung einer titanlegierung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60228631A true JPS60228631A (ja) | 1985-11-13 |
Family
ID=6230655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60050722A Pending JPS60228631A (ja) | 1984-03-16 | 1985-03-15 | チタン合金の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4585474A (ja) |
| JP (1) | JPS60228631A (ja) |
| DE (1) | DE3409615A1 (ja) |
| GB (1) | GB2155956B (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4952236A (en) * | 1988-09-09 | 1990-08-28 | Pfizer Hospital Products Group, Inc. | Method of making high strength, low modulus, ductile, biocompatible titanium alloy |
| US5316723A (en) * | 1992-07-23 | 1994-05-31 | Reading Alloys, Inc. | Master alloys for beta 21S titanium-based alloys |
| EP0801138A3 (en) * | 1996-04-12 | 1998-05-27 | Reading Alloys, Inc. | Producing titanium-molybdenum master alloys |
| US6004368A (en) * | 1998-02-09 | 1999-12-21 | Hitchiner Manufacturing Co., Inc. | Melting of reactive metallic materials |
| CN110408806B (zh) * | 2019-08-22 | 2020-12-18 | 承德天大钒业有限责任公司 | 一种铝铌钽中间合金及其制备方法 |
| CN112647003B (zh) * | 2020-12-17 | 2022-05-20 | 立中四通轻合金集团股份有限公司 | 一种航空级钼铝中间合金及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4871713A (ja) * | 1971-12-29 | 1973-09-28 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2640860A (en) * | 1949-10-21 | 1953-06-02 | Allegheny Ludlum Steel | Apparatus for melting titanium to form ingots |
| US3005246A (en) * | 1958-12-24 | 1961-10-24 | Union Carbide Corp | Method of producing high-quality ingots of reactive metals |
-
1984
- 1984-03-16 DE DE19843409615 patent/DE3409615A1/de active Granted
- 1984-06-15 US US06/621,040 patent/US4585474A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-03-14 GB GB08506601A patent/GB2155956B/en not_active Expired
- 1985-03-15 JP JP60050722A patent/JPS60228631A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4871713A (ja) * | 1971-12-29 | 1973-09-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3409615C2 (ja) | 1989-03-09 |
| DE3409615A1 (de) | 1985-09-19 |
| GB8506601D0 (en) | 1985-04-17 |
| GB2155956B (en) | 1988-05-05 |
| US4585474A (en) | 1986-04-29 |
| GB2155956A (en) | 1985-10-02 |
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