RU1789570C - Method of producing high purity titanium - Google Patents

Method of producing high purity titanium

Info

Publication number
RU1789570C
RU1789570C SU914918580A SU4918580A RU1789570C RU 1789570 C RU1789570 C RU 1789570C SU 914918580 A SU914918580 A SU 914918580A SU 4918580 A SU4918580 A SU 4918580A RU 1789570 C RU1789570 C RU 1789570C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ppm
titanium
electron beam
melting
producing high
Prior art date
Application number
SU914918580A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Вячеславович Елютин
Людмила Ивановна Вороненко
Людмила Витальевна Федулаева
Алла Анатольевна Спасская
Original Assignee
Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет"
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 Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" filed Critical Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет"
Priority to SU914918580A priority Critical patent/RU1789570C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1789570C publication Critical patent/RU1789570C/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Использование: получение титана высокой чистоты рафинированием электроннолучевой плавкой. Сущность: плавку титана ведут в электронно-лучевой установке при мощности электронного луча 0,5-0,8 кВт/см2 со скоростью 6-8 мм/мин лении остаточных газов не более 1 мм рт. ст. и натекании не выше 0,1 л мкм/с. 1 табл.Usage: obtaining titanium of high purity by refining electron beam melting. Essence: titanium is melted in an electron-beam installation with an electron beam power of 0.5-0.8 kW / cm2 at a rate of 6-8 mm / min of residual gases no more than 1 mm Hg. Art. and leakage not higher than 0.1 l μm / s. 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к металлургии титана, а именно к способам получени  титана высокой чистоты.The invention relates to titanium metallurgy, and in particular to methods for producing high purity titanium.

Известен способ получени  титана высокой чистоты, включающий электронно-лучевую плавку электролитического титана при давлении остаточных газов 1- m bar (Распыл ющие мишени из высокочистого титана дл  VLSIS. Каталог фирмы Vacuum Metallurgical Co Ltd, 1988). Титан, получаемый этим способом, характеризуетс : содержанием кислорода на уровне 60 ррт; водорода 20 ррт; азота 3 ррт; железа, никел , хрома не более 5 ррт каждого; натри  и кали  не более 0,1 ррт; твердостью, равной 84 кг/мм и отношением электросопротивлений на уровне 85.A known method for producing high-purity titanium, including electron beam melting of electrolytic titanium at a residual gas pressure of 1-m bar (High-purity titanium sputtering targets for VLSIS. Catalog of the company Vacuum Metallurgical Co Ltd, 1988). Titanium obtained by this method is characterized by: an oxygen content of 60 ppm; hydrogen 20 ppm; nitrogen 3 ppm; iron, nickel, chromium no more than 5 ppm each; sodium and potassium not more than 0.1 ppm; a hardness of 84 kg / mm and an electrical resistance ratio of 85.

Прототипом предлагаемого  вл етс  способ получени  титана высокой чистоты электронно-лучевой плавкой исходного титана , содержащего 100-160 ррт кислорода, не более 10 ррт железа, не более 18 ррт хрома, 1 ррт никел , 325 ррт натри , 175 ррт кали  1.The prototype of the invention is a method for producing high-purity titanium by electron beam melting of initial titanium containing 100-160 pounds of oxygen, not more than 10 pounds of iron, not more than 18 pounds of chromium, 1 ppm of nickel, 325 pounds of sodium, 175 pounds of potassium 1.

Плавку провод т при мощности электронного луча 20-30 кВт со скоростью 2 кг/ч при давлении остаточных газов в рабочем объеме 3,7 мм рт. ст.Melting is carried out at an electron beam power of 20-30 kW at a speed of 2 kg / h with a residual gas pressure in the working volume of 3.7 mm Hg. Art.

Полученный этим способом материал содержит 100-150 ррт кислорода; 0,4-0,8 ррт железа; 0,3-0,5 ррт хрома; 0,1-0,3 ррт никел , не более 0,05 ррт К и Na. Твердость полученного материала составл ет около 80 кг/мм .The material obtained by this method contains 100-150 ppm of oxygen; 0.4-0.8 pounds of iron; 0.3-0.5 ppm of chromium; 0.1-0.3 ppm nickel, not more than 0.05 ppm K and Na. The hardness of the resulting material is about 80 kg / mm.

При этом отношение электросопротивлений колеблетс  в интервале 55-75.In this case, the ratio of electrical resistance fluctuates in the range of 55-75.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества титана за счет повышени  величины отношени  электросопротивлений ВзоокThe aim of the invention is to improve the quality of titanium by increasing the ratio of electrical resistance

елate

RRRRrr

R4.2KR4.2K

ООС. OOS.

VJVj

0000

СПJoint venture

VI оVI about

Цель достигаетс  тем, что в предлагаемом способе рафинировочную плавку титана ведут в электронно-лучевой установке при мощности электронного луча 0.5-0,8 кВт/см2 со скоростью 6-8 мм/мин при давлении остаточных газов не более 1 10 мм рт. ст. и натекании не выше 0,1 л.мин/с.The goal is achieved in that in the proposed method, titanium refining is carried out in an electron beam installation with an electron beam power of 0.5-0.8 kW / cm2 at a speed of 6-8 mm / min and a residual gas pressure of not more than 1 10 mm Hg. Art. and leakage no higher than 0.1 l.min / s.

Найденные параметры плавки обеспечивают получение материала более высокого качества с улучшенными отношением электросопротивлений (ОСС по прототипу 55-75, ООС по за вленному способу 90- 150). Это св зано с тем, что за вленные параметры повышают степень очистки исходного титана от щелочных металлов до 0,01 ррт; от алюмини  до 10 ррт; кальци , магни , марганца до 0,01 ррт.The found melting parameters provide obtaining higher quality material with improved electrical resistance ratio (OSS according to prototype 55-75, OOS according to the claimed method 90-150). This is due to the fact that the claimed parameters increase the degree of purification of the initial titanium from alkali metals to 0.01 ppm; from aluminum to 10 ppm; calcium, magnesium, manganese up to 0.01 ppm.

Кроме того, ограничение величин нате кани  и давлени  остаточных газов в рабочем объеме, дают возможность проводить электронно-лучевую плавку при парциальном давлении кислород- и углеродсодержа- щих газов не более 1- мм рт. ст. (каждого), и азотосодержащих - не более 1 мм рт. ст., что позвол ет оставить на исходном уровне концентрации кислорода, углерода, азота и повысить отношение электросопротивлений ООС с 75 до 90-120.In addition, the limitation of the values of the run and pressure of the residual gases in the working volume makes it possible to conduct electron beam melting at a partial pressure of oxygen and carbon-containing gases of not more than 1 mm Hg. Art. (each), and nitrogen-containing - not more than 1 mm RT. Art., which allows you to leave at the initial level the concentration of oxygen, carbon, nitrogen and increase the ratio of electrical resistance of the OOS from 75 to 90-120.

Обоснование режимов. Провод  электронно-лучевую плавку материала со скоростью , превышающей 8 мм/мин или при мощности электронного луча менее 0,5 кВт/см , получают слитки с величиной отношени  электросопротивлений менее 20, из- за включений непроплавленного металла и высокой концентрации металлических примесей .Justification of the modes. An electron beam melting wire of a material with a speed exceeding 8 mm / min or with an electron beam power of less than 0.5 kW / cm produces ingots with an electrical resistance ratio of less than 20 due to inclusions of unmelted metal and a high concentration of metallic impurities.

Если мощность электронного луча превышает 0,8 кВт/см2, или титан плав т со скоростью менее б мм/мин, то получают слитки значительно загр зненные примес ми внедрени  - суммарна  концентраци  которых достигает 2000 ррт.If the electron beam power exceeds 0.8 kW / cm2, or titanium melts at a rate of less than b mm / min, then ingots are significantly contaminated with interstitial impurities - the total concentration of which reaches 2000 ppm.

Отношение электросопротивлений в таких слитках также не превышает 20 единиц. По-видимому, это св зано с увеличением времени контакта остаточных газов с расплавом за счет увеличени  ванны расплава и значительного снижени  скорости кристаллизации металла; кроме этого, перегрев металла ведет также к повышенному испарению титана и, следовательно, обогащению его примес ми труднолетучих элементов .The ratio of electrical resistivity in such ingots also does not exceed 20 units. This is apparently associated with an increase in the contact time of the residual gases with the melt due to an increase in the melt pool and a significant decrease in the rate of crystallization of the metal; in addition, overheating of the metal also leads to increased evaporation of titanium and, therefore, enrichment of it with impurities of non-volatile elements.

Увеличение давлени  более 5 мм рт. ст. или натекани  выше 0,1 л.мм/с при проведении плавки значительно повышают парциальное давление газов, наход щихс  в атмосфере рабочего объема, и, следовательно приводит к росту концентрации кис- лорода, углерода, азота в слитке и снижению величины отношени  электросопротивлени  ООС.Pressure increase over 5 mmHg. Art. or leakage above 0.1 l / mm during smelting significantly increases the partial pressure of gases in the atmosphere of the working volume, and therefore leads to an increase in the concentration of oxygen, carbon, nitrogen in the ingot and a decrease in the value of the OOS electrical resistance ratio.

Пример 1. Титан, содержащий: 0- 100-160 ppm; N 5-8 ррт; С 10 ррт; Fe 3-9 ррт; СгЗ-б ррт; A1100 ррт; Са 30 ррт; Мд 10 ррт; Мп 400 ррт; Mi 0,4 ррт; Na 400 ррт; Со 0,4 ррт; К - 500 ррт; загружали в электронно-лучевую печь. Режимы плавки:Мощность электронного луча (N) 0,6 кВт/см2;Example 1. Titanium containing: 0-100-160 ppm; N 5-8 rt; With 10 ppm; Fe 3-9 ppm; СГЗ-б ррт; A1100 ppm; Ca 30 ppm; MD 10 ppm; MP 400 rt; Mi 0.4 ppm; Na 400 ppm; With 0.4 ppm; K - 500 ppm; loaded into an electron beam furnace. Melting modes: Power of an electron beam (N) 0.6 kW / cm2;

Скорость плавки (V) 7 мм/мин; Давление остаточных газов в рабочемMelting speed (V) 7 mm / min; Residual gas pressure in the working

объеме (Рост) 5 мм рт. ст.;volume (Height) 5 mm RT. st .;

Натекание в рабочий объем 0,1лмин/с.Leakage into the working volume of 0.1 lmin / s.

После плавки по указанным выше режимам полученный слиток титана имеет: ООС 90; твердость 60 мг/мм2; и содержит: 0-100- 1§0 ррт; N 5-8 ррт; С 10 ррт; Fe 3-9 ррт; Сг 3-5 ррт; AI 10 ррт; Са 0,05 ррт; Мд 0,1 ррт: ,01 ррт: Ni 0,4 ррт:СоО,04 рртгг, ,04 ppm: К 0,03 ppm.After melting according to the above modes, the obtained titanium ingot has: OOS 90; hardness 60 mg / mm2; and contains: 0-100-1§0 ppm; N 5-8 rt; With 10 ppm; Fe 3-9 ppm; Cr 3-5 ppm; AI 10 ppm; Ca 0.05 ppm; Mp 0.1 ppm:, 01 ppm: Ni 0.4 ppm: CoO, 04 ppm,, 04 ppm: K 0.03 ppm.

Режимы плавки и величины ООС дл  примеров 2-11 указаны в таблице.Smelting conditions and OOS values for Examples 2-11 are shown in the table.

Таким образом за вленный способ позвол ет получить титан, обладающий высокими электрофизическими свойствами с ООС 100 (по прототипу не более 75).Thus, the claimed method allows to obtain titanium having high electrophysical properties with OOS 100 (prototype no more than 75).

Такой материал может быть использован дл  изготовлени  мишеней магнетрон- ного распылени .Such a material can be used to make magnetron sputtering targets.

Способ может быть реализован на стандартном оборудовании, выпускаемом в стране.The method can be implemented on standard equipment manufactured in the country.

Claims (1)

Формула изобретен и  Formula invented and Способ получени  титана высокой чистоты , включающий рафинирование электронно-лучевой плавкой, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества металла за счет повышени  электрофизических свойств, плавку провод т при мощности электронного луча 0,5-0,8 кВт/см2 и скорости 6-8 мм/мин при давлении остаточных газов в рабочем объеме не более 1 мм рт. ст. и натеками не выше 0,1 л мкм/с.A method for producing high-purity titanium, including refining by electron beam melting, characterized in that, in order to improve the quality of the metal by improving the electrophysical properties, melting is carried out at an electron beam power of 0.5-0.8 kW / cm2 and a speed of 6- 8 mm / min at a pressure of residual gases in the working volume of not more than 1 mm RT. Art. and leaks not higher than 0.1 l μm / s.
SU914918580A 1991-03-12 1991-03-12 Method of producing high purity titanium RU1789570C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914918580A RU1789570C (en) 1991-03-12 1991-03-12 Method of producing high purity titanium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914918580A RU1789570C (en) 1991-03-12 1991-03-12 Method of producing high purity titanium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1789570C true RU1789570C (en) 1993-01-23

Family

ID=21564713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914918580A RU1789570C (en) 1991-03-12 1991-03-12 Method of producing high purity titanium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1789570C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Распыл емые мишени из высокочистого титана VLSIS. Каталог фирмы Vacuum MetaJlurgikal, Co Ltd, 1988. Патент US № 4793854, кл. С 22 В 34/12, 1975. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102471828B (en) Method for producing alloy ingots
JP2013049908A (en) Method for producing high-purity steel by electroslag remelting method
JPS6237687B2 (en)
RU1789570C (en) Method of producing high purity titanium
RU2407815C1 (en) Procedure for production of ingots of super-pure copper in vacuum
JPH0925522A (en) Production of high purity metallic material
US3699213A (en) Dephosphorization of ferrophosphorus
JP4209964B2 (en) Method for melting and casting metal vanadium and / or metal vanadium alloy
JPS6263626A (en) Production of low oxygen ti alloy
US3891426A (en) Method of making copper-nickel alloys
JP5814500B2 (en) Method for producing stainless steel ingot having carbon [C] of 10 ppm or less in ingot
RU2385948C2 (en) Method of receiving of stainless austenitic steel
US2974033A (en) Melting titanium metal
RU2820430C1 (en) Iron-based invar alloy
EP0037959B1 (en) Method of reducing or avoiding surface defects in a specific steel resistant to concentrated nitric acid
RU2082793C1 (en) Process for preparing hafnium
US2031518A (en) Method of producing copper having high electrical conductivity and being free from oxygen
US5234486A (en) Method for remelting reactive metals
CN110016625B (en) High-purity corrosion-resistant alloy material
SU1014957A1 (en) Cast iron
SU691098A3 (en) Method of electroslag melting of metals and alloys
KR850000102B1 (en) Method for improving surface defect of specific steel resistant to concentrated nitric acid
KR970001328B1 (en) Method for manufacturing maraging steel
SU1020437A1 (en) Method for smelting phosphorus steel in converter
JPS6141712A (en) Removal of contamination metal form pig iron, steel, other metals and metal alloy

Legal Events

Date Code Title Description
REG Reference to a code of a succession state

Ref country code: RU

Ref legal event code: MM4A

Effective date: 20080313