[发明专利]采用真空熔铸法制备TiAl合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有色金属材料的制备技术，具体地说，是TiAl合金的制备技术。

背景技术

TiAl合金及其加工成型的靶材，主要用于多弧离子镀膜。在机加工刀具上镀膜，可显著的提高刀具的使用寿命及产品的加工精度。TiAl合金具有高活性、高熔点、合金元素含量高、熔炼差异大、熔炼反应热高等突出特点，但该类合金存在脆性严重的固有室温本征，尤其是尺寸较大的TiAl合金铸件，更容易产生裂纹等严重质量问题。

发明内容

为解决TiAl合金存在的铸件脆性大的问题，本发明的目的在于提供一种制备TiAl合金的新方法，有效地降低铸件裂纹的产生，提高铸件的质量，制得性能稳定的TiAl合金。

本发明是这样实现的，本发明采用真空熔铸法制备TiAl合金，其方法、步骤如下：

a.烘模具：先将石墨模放入炉内，在700～900℃烘3～5min后，再放入真空熔炼炉内；

b.装料：将金属Al与金属Ti一起加入到真空熔炼炉中；

c.抽真空：将真空熔炼炉内的真空抽到2.0Pa以下；

d.熔铸：当真空熔炼炉内的真空度达到2.0Pa以下时，开始升温，升温速率为12-18℃/min，熔化温度为1400～1800℃，保温17-23分钟；

e.浇铸：金属Al与金属Ti化净后，采用快速浇铸的方法——50～80秒钟浇铸到烘好的石墨模中，制得TiAl合金材料。

所述的金属Al与金属Ti，按传统原子百分比计，其配比为：50％的Ti，50％的Al。

本发明的有益效果：将石墨模放入炉内700～900℃烘3～5min——石墨模的温度提高后，使合金液体冷却缓慢，减少了产生裂纹的可能。本发明工艺简单、成本低，制得的TiAl合金材料致密性高、成品率高，比粉末冶金的TiAl合金材料具有更优越的性能。

具体实施方式

下面通过三个实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1采用真空熔铸法制备TiAl合金，其方法步骤如下：

a.烘模具：先将石墨模放入中频炉内，在700℃烘5min后，再放入真空熔炼炉内，真空熔炼炉采用CaO坩埚。

b.装料：将金属Al与金属Ti一起加入到真空熔炼炉的CaO坩埚中，其中Ti块1.92kg，Al块1.08kg；

c.抽真空：将真空熔炼炉内的真空抽到2.0Pa以下；

d.熔铸：真空熔炼炉内的真空度达到2.0Pa以下时，开始升温。升温速率为12℃/min，熔化温度为1400℃，保温17分钟；

e.浇铸：金属Al与金属Ti化净后，浇铸到烘好的石墨模中，采用先快后慢的速度进行浇铸，70-80秒钟浇铸完成，制得TiAl合金材料。

2、根据权利要求1所述的采用真空熔铸法制备TiAl合金的方法，其特征在于：所述的真空熔炼炉，使用CaO坩埚。

3、根据权利要求1所述的采用真空熔铸法制备TiAl合金的方法，其特征在于：烘石墨模的炉子采用中频炉。

4、根据权利要求1所述的采用真空熔铸法制备TiAl合金的方法，其特征在于所述的金属Al与金属Ti化净后，浇铸到烘好的石墨中时，采用快速浇铸——50～80秒钟浇铸完成

实施例2采用真空熔铸法制备TiAl合金，其方法步骤如下：

a.烘模具：将先将石墨模放入中频炉内在800℃烘3min后，再放入真空熔炼炉内，真空熔炼炉为CaO坩埚；

b.装料：将金属Al与金属Ti一起加入到真空熔炼炉中的CaO坩埚中，其中Ti块2.24kg，Al块1.26kg；

c.抽真空：将真空熔炼炉内的真空要抽到2.0Pa以下；

d.熔铸：真空熔炼炉内的真空度达到2.0Pa以下开始升温，升温速率为18℃/min，熔化温度为1500℃，保温20分钟；

e.浇铸：金属Al与金属Ti化净后，浇铸到烘好的石墨模中，采用先快后慢的速度进行浇铸，50-60秒钟浇铸完成，制得TiAl合金材料。

实施例3采用真空熔铸法制备TiAi合金，其方法步骤如下：

a.烘模具：将先将石墨模放入中频炉内在900℃烘4min后，再放入真空熔炼炉内，真空熔炼炉为CaO坩埚；

b.装料：将金属Al与金属Ti一起加入到真空熔炼炉中的CaO坩埚中，其中Ti块2.56kg，Al块1.44kg；

c.抽真空：将真空熔炼炉内的真空要抽到2.0Pa以下；