[发明专利]一种铝钽合金的制备方法

说明书

技术领域

一种铝钽合金的制备方法，涉及一种生产钛合金的中间合金的制备方法。

背景技术

金属钽可以用作飞机发动机的燃烧室的结构材料，钽钨、钽铪合金用作火箭、导弹和发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件，钽的氮化物及其合金可以用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。由于直接添加钽金属生产的钛钽合金相容性差，合金偏析程度大，因此一般不采用直接添加金属单质的生产工艺。

目前，铝钽合金的制备方法，通常采用炉外铝热法进行制备，例如：一种铝铌钽中间合金及其制备方法，其专利号为CN200310119081.9 。其制备过程：用与氧亲和能力强的金属铝还原与氧亲和能力差的金属氧化物五氧化二钽和五氧化二铌，从而制得铝铌钽合金。此方法具有设备简单，操纵方便，投资少等优点，缺点是合金的均匀性较差，杂质特别是氧和氮等气相杂质无法进行控制，直接对钛合金的品质造成了影响。

为了能够更好的改进钛合金的性能，研发一种铝钽合金的制备方法，利用该方法生产的铝钽合金相容性好，合金均匀程度高，气相杂质含量低。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效提高合金相容性和均匀性，以满足钛合金生产要求的铝钽合金的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种铝钽合金的制备方法，其特征在于其制备采用真空铝热还原法，以铝和五氧化二钽为原料，通过真空铝热还原法熔炼制得。

本发明的一种铝钽合金的制备方法，其特征在于所述的真空铝热还原法熔炼过程为：以铝为还原剂，五氧化二钽为氧化剂，氯酸钾为发热剂，氟化钙为造渣剂，通过真空铝热还原法冶炼得到铝钽合金。

本发明的一种铝钽合金的制备方法，其特征在于整个反应在真空状态下进行，真空度为-0.08～-0.01MPa。

本发明的一种铝钽合金的制备方法，其特征在于所述的真空铝热还原法熔炼过程的配料重量比为：还原剂铝：氧化剂五氧化二钽：发热剂氯酸钾=（1.215～2.30）：（2.015～4.425） ：（0.39～0.725），造渣剂氟化钙加入量为5%～20%。

本发明的一种铝钽合金的制备方法，其特征在于所述的铝和五氧化二钽的其纯度均大于99%。

本发明的一种铝钽合金的制备方法，其特征在于所述的熔炼过程的装料温度为30～60℃。

本发明的一种铝钽合金的制备方法，其特征在于所述的还原剂、氧化剂、发热剂、造渣剂，进行烘干后，再进行真空铝热还原法反应，烘干温度为100～120℃，烘干时间为10～12小时。

本发明的一种铝钽合金的制备方法，其特征在于所述的还原剂、氧化剂、发热剂、造渣剂为粉状。

本发明的一种铝钽合金的制备方法，其特征在于所述的真空铝热还原法熔炼过程其制备的合金的重量百分比组成为 Ta:60.0%～65.0%,Al为余量。

本发明的一种铝钽合金的制备方法，其特征在于所述的真空铝热还原法熔炼过程其制备的合金的重量百分比组成更优的合金组成为：Ta:62.0%～63.0%,Al为余量。

本发明的一种铝钽合金的制备方法，与现有技术方法相比，具有如下效益：

1、便于钛合金的制备。采用本发明的中间合金制备钛合金，可以以合金包形式加入海绵钛中，用真空自耗炉冶炼钛合金时，因锭子成分均匀则容易控制电流的大小，方便了钛合金的制备。

2、本发明的冶炼合金的方法，有效了解决了钛合金容易偏析问题和降低了气相杂质的含量，方便了钛合金生产与操作。本发明优点：便于钛合金的制备，易于储运。

具体实施方式

1、对原材料进行筛选，通过分析对原材料成分进行确定；然后将原材料进行烘干，烘干温度： 120℃，烘干时间： 12小时。

2、计算合金配比，将原料装入混料机中进行混料，混料要求：各个原材料必须充分混合均匀，保证原材料之间接触充分。然后装炉，最后对反应容器进行抽真空，真空度为-0.1MPa。

表1  实施例1合金配方表

3、最后进行冶炼，。24小时以后出炉，取出合金锭，得到产品。对取出合金成分进行化学分析，得到如下结果。

表2  实施例1合金成分表

从以上结果看出，合金成分达到所需要求，并且成分稳定，杂质含量非常低。用真空自耗炉冶炼钛合金时，有效地保证了电流强度的稳定性，对生产出的钛合金锭取样做分析，合金成分均匀，组织稳定性好，气相杂质含量低，达到了钛合金生产要求。