[发明专利]一种钛合金的制取方法

权利要求书

1.一种钛合金的制取方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)准备溶剂、反应物和还原剂作为原料，其中溶剂为冰晶石或含钛冰晶石，反应物为钛合金的合金元素的氧化物，还原剂为粒度≤100目的铝粉；所述钛合金的合金元素的氧化物为M_xO_y，其中的元素M是所准备制取的钛合金中除钛和铝以外的合金元素；所述的冰晶石中NaF/AlF₃摩尔比为1.5～3.0；

(2)将全部原料加入混磨机进行混磨后压制成团块料；将团块料置于还原炉中，在氩气气氛和1000～1500℃条件下进行铝热还原反应，使氧化物M_xO_y被铝还原成金属元素溶于铝熔体中，形成含有元素M的铝基合金熔体，或者形成含有钛和元素M的铝基合金熔体，还原反应生成的氧化铝溶解到冰晶石熔体中，形成溶有氧化铝的冰晶石熔体；铝热还原反应结束后，还原产物冷却至常温，铝基合金熔体和冰晶石熔体分别在下层和上层凝固，将下层的铝基合金和上层的含氧化铝的冰晶石分离；

(3)将铝基合金制成粒度≤100目的粉体，然后与氟钛酸钠粉料混磨后压制成团块料，将团块料置于还原炉中，在氩气气氛和900～1200℃条件下进行铝热还原反应，团块料中的铝将氟钛酸钠中的钛还原出来生成钛合金和含钛冰晶石；铝热还原反应结束后在1000～1200℃和真空条件下进行蒸馏，将含钛冰晶石蒸馏分离出去，获得海绵状的钛合金。

2.根据权利要求1所述的一种钛合金的制取方法，其特征在于步骤(2)中的铝热还原反应的反应式为：

M_xO_y+2y/3Al＝xM+y/3Al₂O₃ (1)。

3.根据权利要求1所述的一种钛合金的制取方法，其特征在于步骤(1)所述的含钛冰晶石由含钛成分和冰晶石成分组成，其中冰晶石中NaF/AlF₃摩尔比为1.5～3.0，含钛成分为TiF₃、Na₃TiF₆、Na₂TiF₆和/或金属钛。

4.根据权利要求1所述的一种钛合金的制取方法，其特征在于上述方法中，步骤(3)的二次铝热还原反应的主要反应式为：

3Na₂TiF₆+4Al＝3Ti+Na₃AlF₆+3NaAlF₄ (2)

或3Na₂TiF₆+4Al＝3Ti+Na₃AlF₆+3NaF+3AlF₃ (3)；

副反应的反应式为：

Na₂TiF₆＝2NaF+TiF₄ (4)、

3TiF₄+Al＝3TiF₃+AlF₃ (5)

和/或TiF₃+3NaF＝Na₃TiF₆ (6)。

5.根据权利要求1所述的一种钛合金的制取方法，其特征在于步骤(3)中的铝热还原反应中所生成的Na₃AlF₆和NaAlF₄分别被称为NaF/AlF₃摩尔比为1.0和3.0的冰晶石；或者被称为NaF/AlF₃摩尔比不同的冰晶石。