[发明专利]一种铝铌硅钛中间合金及其制备方法

说明书

技术领域

一种铝铌硅钛中间合金及其制备方法，涉及一种用于钛合金制备的中间合金及其制备方法。

背景技术

钛合金被广泛用于军事工业、航空航天工业和民用工业，中间合金则是生产钛合金的重要原材料。目前，钛合金中间合金大多采用二元合金、三元合金，以金属单质为原料生产的中间合金，生产过程复杂，成本高，为达到使用时的性能要求，需要添加几种二元合金或者三元合金，因而容易造成产品性能的不稳定，给生产钛合金中间过程带来困难。

发明内容

本发明的目的是针对技术存在不足的情况下，提供一种合金成分均匀，组织稳定性好，具有良好的韧性、塑性和高温变形性能，操作简单的方法制备的铝铌硅钛中间合金及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种铝铌硅钛中间合金，其特征在于其合金的重量百分比合金组成为：Nb:22.0%～28.0%,Si: 4.0%～6.0%,Ti: 18.0%～22.0%, Al为余量。

本发明的一种铝铌硅钛中间合金，其特征在于其合金的重量百分比合金组成为：Nb:24.5%～25.5%,Si: 4.5%～5.5%,Ti: 19.5%～20.5%, Al为余量。

本发明的一种铝铌硅钛合金的制备方法，其特征在于其制备过程采用金属热还原法，以铝为还原剂，五氧化二铌、二氧化硅、二氧化钛为氧化剂，氯酸钾为发热剂，氟化钙为造渣剂，通过金属热还原法冶炼得到最终产品。

本发明的一种铝铌硅钛合金的制备方法，其特征在于所述的采用金属热还原法冶炼过程的铝粉、五氧化二铌、二氧化硅、二氧化钛、氯酸钾的重量比为（0.755 ～1.035）：（0.330 ～0.425） ：（0.085 ～0.115） : （0.330～0.355）: （0.265～0.380），氟化钙加入量为配料总重量的5%～20%。

本发明的一种铝铌硅钛合金的制备方法，其特征在于所述的采用金属热还原法冶炼过程的原料装料温度为30～60℃。

本发明的一种铝铌硅钛合金的制备方法，其特征在于所述的还原剂、氧化剂、发热剂和造渣剂，进行烘干后，再进行金属热还原，烘干温度为100～120℃，烘干时间为10～12小时。

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

本发明的一种铝铌硅钛合金为四元合金，作为中间合金，以铝、铌、硅、钛等为主要成分的金属性化合物，具有脆性好、易破碎的特点，缩短钛合金生产过程，使钛合金生产过程更易操作。可以以合金包形式使用到钛合金的生产过程中，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。本发明以氧化物为原料，成本低，冶炼过程平稳，合金形成的状态好；以中间合金的形式熔炼到钛合金中可以有效的降低钛合金偏析的程度。

具体实施方式

一种铝铌硅钛中间合金，其合金的重量百分比合金组成为：Nb:22.0%～28.0%,Si: 4.0%～6.0%,Ti: 18.0%～22.0%, Al为余量；其较好的合金的重量百分比合金组成为：Nb:24.5%～25.5%,Si: 4.5%～5.5%,Ti: 19.5%～20.5%, Al为余量。

其制备过程采用金属热还原法，以铝为还原剂，五氧化二铌、二氧化硅、二氧化钛为氧化剂，氯酸钾为发热剂，氟化钙为造渣剂，通过金属热还原法冶炼得到最终产品。

    具体操作步骤包括：

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：100～120℃，烘干时间：10～12小时。

2、按规定比例砌炉，计算合金配比。

表1  实施例1合金配方表

 3、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。

4、最后装炉冶炼，装炉温度为30～60℃。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，杂质含量均较低。

实施例2～5，按实施例1方法操作，与实施例1不同之处见下表。

表3 铝铌硅钛合金实施例