一种铝铌硅钛中间合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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】
[0003] 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。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0005] -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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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、五氧化二银、二氧化娃、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%。
[0009] 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°C。
[0010] 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°C，烘干时间为10~ 12小时。
[0011] 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。
[0012] 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】
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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°C，烘干时间：10~12小时。
[0016] 2、按规定比例砌炉，计算合金配比。
[0017] 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。
[0018] 4、最后装炉冶炼，装炉温度为30~60°C。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。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 表3铝铌硅钛合金实施例
【主权项】
1. 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。2. 根据权利要求1所述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。3. 根据权利要求1所述的一种铝铌硅钛中间合金的制备方法，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。4. 根据权利要求3所述的一种铝铌硅钛中间合金的制备方法，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%。5. 根据权利要求3所述的一种铝铌硅钛中间合金的制备方法，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°C。6. 根据权利要求3所述的一种铝铌硅钛中间合金的制备方法，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°C，烘 干时间为10~12小时。7. 根据权利要求3所述的一种铝铌硅钛中间合金的制备方法，其特征在于所述的还原 剂、氧化剂、发热剂和造渣剂为粉状。
【专利摘要】一种铝铌硅钛中间合金及其制备方法，涉及一种生产钛合金的中间合金及其制备方法。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；其制备过程采用金属热还原法。本发明的一种铝铌硅钛中间合金，以铌、硅、钛、铝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。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；以中间合金的形式加入到海绵钛、铝豆中，降低了钛合金偏析的程度。
【IPC分类】C22C1/02, C22C30/00, C22C21/00
【公开号】CN104928540
【申请号】CN201510343468
【发明人】王志军, 刘建丰, 刘强, 朱艳彬, 胡利志
【申请人】承德天大钒业有限责任公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月19日