[发明专利]用于获得由钛合金或钛铝金属间化合物制成的产品的方法

权利要求书

1.一种用于通过等离子体炬熔融获得由钛合金或TiAl金属间化合物制成的产品的方法，所述合金具有定向结构，所述方法包括：

-等离子体炬(3)，其在铸造环(2)处加热熔融合金(1)的表面(11)；

-在所述铸造环处在所述熔融合金的所述表面正下方冷却长度L1的冷区域(21)，从而形成合金的半固态冠(12)；

-在所述冷区域下游，加热长度L2的热区域(22)，从而实现对所述合金在所述热区域的出口处的凝固前沿(13)的控制，且相对于垂直于拉伸方向的平面的平坦度小于10°；以及

沿着所述拉伸方向以高于10^-4m/s的速度拉伸凝固合金(14)，其中

所述冷区域维持在一温度下，所述温度介于0℃与50℃之间，优选地10℃与40℃之间，优选地25℃与35℃之间，优选地20℃与30℃之间，优选地25℃，其中所述热区域维持在一温度下，所述温度介于T_f×0.8与T_f×1.25之间，优选地T_f×0.85与T_f×1.20之间，优选地T_f×0.9与T_f×1.15之间，优选地T_f与T_f×1.10之间，优选地T_f×1.05，T_f表示所考虑合金的熔融温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，长度L1介于0.065m与0.09m之间。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，长度L2介于0.17m与0.3m之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，L2/L1的比介于4与6之间，优选地5。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述等离子体炬的功率的选择取决于拉伸速度且受由以下等式表示的控制规律支配，其中V为拉伸速度(m/s)，S为受拉伸铸锭的截面(m²)，R为所述受拉伸铸锭的半径(m)，η为所述等离子体炬的效率，Q为所述等离子体炬的功率(W)，σ为所述等离子体炬的作用半径(m)，P为所述铸造环的周长(m)，L为所述铸造环的总长度(m)，ρ为铸造合金的体积质量(kg.m^-3)，h为所述铸造环的交换系数(W.m^-2.℃^-1)，C_P为比热(J.kg^-1.℃^-1)，L_M为所述铸造合金的熔解比潜热(J.kg^-1)，ΔT₂为所述环的入口与出口之间的热梯度(℃)，且其中ΔT₁为所述热区域处的金属温度与其预加热温度之间的热梯度：

[Math.2]

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其进一步包括在所述热区域下游冷却长度L3的第二冷区域。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，长度L3大于0.03m。

8.一种用于通过等离子体炬熔融获得由钛合金或钛金属间化合物制成的产品的设备(10)，所述合金具有定向结构，所述设备包括：

-等离子体炬(3)；

-铸造环(2)，其具有合金入口端(24)和合金出口端(25)，所述入口端放置在所述等离子体炬之下；

-冷却装置(4)，其围绕所述铸造环放置成接近于所述入口端；

-加热器(5)，其围绕所述铸造环放置在所述冷却装置与所述合金出口端之间。