一种Ti-B中间合金及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种Ti-B中间合金及其制备方法，该Ti-B中间合金原料组成为硼1～10%，其余为钛。本发明通过将需要添加的微量硼制备成Ti-B中间合金，从而有利于后续真空自耗电极制备、焊接、熔炼过程中原材料的有效利用，减少烧损，极大地提高了钛合金中微量B元素添加的准确性和均匀性，还解决了B原料粉末长期储存的问题，大大改善了生产环境，有利于洁净化生产，避免了生产过程中B粉与空气直接接触的危险性，降低了安全隐患；制得的中间合金具有粒度均匀、成分均匀、易于破碎，易于储存等特点。
【专利说明】—种T1-B中间合金及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钛合金加工【技术领域】，特别是涉及一种T1-B中间合金及其制备方法。【背景技术】[0002]现有技术中，硼(B)作为一种微量的细化晶粒元素常常被用到钢铁工业、铝工业、镁工业中，如中国专利《铝-钛-硼-稀土中间合金及熔制方法》(CN88104205.6)、《一种适用于含硼合金钢的中间合金及使用方法》(CN200410101590.3)、《一种铝镁钛硼合金及其制备工艺》(CN200510042055)、《含硼镁基中间及其制备方法》(CN200710193502.0)、《一种含钛、锆、硼的铝合金系列添加剂及其制造方法》(CN200810143167.8)和《一种铝硼中间合金及其制备方法》(CN200810242696.3)等等。
[0003]而在钛合金的熔炼和加工生产过程中，除了在GB/T3620.1-2007中已被删除的TC7，只有合金牌号为TA5的钛合金中将硼作为成分元素添加，其添加方式有两种:其一是将纯度较高的硼粉直接添加，由于添加量小，这种方法I)不利于合金成分准确性和均匀性的控制，2)由于粉末较细，纯的B粉还会与空气形成爆炸性混合物，3)硼在高温下化学性质活泼，无法有效地长期储存，具有一定的生产安全隐患，4)用粉状料进行添加不利于生产环境的改善；其二是制备成AlB中间合金后添加，但该合金不利于对B元素进行精确控制，同时也复杂化了对铝的偏析控制。
[0004]目前，尚无钛基含硼中间合金的存在。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就在于克服上述现有技术中的缺陷，提供一种可极大地提高钛合金中微量硼元素的准确性和均匀性，降低安全隐患，改善生产环境，有利于洁净化生产的T1-B中间合金；
[0006]本发明的另一目的是提供上述T1-B中间合金的制备方法。
[0007]为实现上述发明目的所采取的技术方案为:
[0008]一种T1-B中间合金，其特征在于其原料组成以质量百分比计为:
[0009]硼I~10%，其余为钛。
[0010]一种T1-B中间合金的制备方法，其特征是:采用真空自耗熔炼技术将按比例压制成电极的海绵钛和硼粉熔炼成T1-B中间合金。
[0011 ] 所述硼粉纯度在99.5wt%以上。
[0012]所述真空自耗熔炼只进行一次。
[0013]所述真空自耗熔炼后得到的铸锭需在真空条件下冷却到室温后取出。
[0014]本发明通过将需要添加的微量硼制备成T1-B中间合金后进行添加制备钛合金，从而有利于后续真空自耗电极制备、焊接、熔炼过程中原材料的有效利用，减少烧损，极大地提高了钛合金中微量B元素添加的准确性和均匀性，还解决了 B原料粉末长期储存的问题，大大改善了生产环境，有利于洁净化生产，避免了生产过程中B粉与空气直接接触的危险性，降低了安全隐患。同时，本发明基于真空自耗熔炼对合金元素添加用中间合金的要求，采用真空自耗熔炼技术制备T1-B中间合金，避免了感应熔炼等方法中间合金制备过程中坩埚材料及非真空金属热还原方法中气氛对中间合金的二次污染，制得的中间合金具有粒度均匀、成分均匀、易于破碎，易于储存等特点。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实例对本发明的【具体实施方式】作详细说明。
[0016]实施例1
[0017]将满足GB/T2524-2002标准要求的I级以上海绵钛和纯度在99.5wt%以上的市售硼粉(200目)作为原料，按照硼1%，钛99%的质量百分比进行混料，后将混好的物料置于500/3000吨的油压机的模腔中进行电极压制，然后将压制好的多块具有圆形截面的电极组合成长度适合真空自耗熔炼的电极，通过氩弧焊机在氩气保护下焊接在一起，最后将焊接好的自耗电极在小型真空自耗电弧炉内进行I次真空自耗熔炼，控制熔炼参数:所用水冷铜坩埚内径为Φ 115mm，电流控制在1300A ;熔炼过程中真空度均控制在< 7Pa ;电压控制在28~31V。熔炼得到的合金铸锭在真空条件下冷却到室温时从水冷铜坩埚中被取出，然后车床/牛头刨床制备成中间合金颗粒料。对颗粒料进行了酸洗、水洗、烘干等处理即可作为中间合金使用。酸洗、水洗、烘干的目的是消除机械加工过程中带入的污染，酸洗工艺与工业纯钛相当(硝酸+氢氟酸)。
[0018]实施例2
[0019]将满足GB/T2524-2002标准要求的I级以上海绵钛和纯度在99.5wt%以上的市售硼粉(200目)作为原料，按照硼5%，钛95%的质量百分比进行混料，后将混好的物料置于500/3000吨的油压机的模腔中进行电极压制，然后将压制好的多块具有圆形截面的电极组合成长度适合真空自耗熔炼的电极，通过氩弧焊机在氩气保护下焊接在一起，最后将焊接好的自耗电极在小型真空自耗电弧炉内进行I次真空自耗熔炼，控制熔炼参数:所用水冷铜坩埚内径为Φ 165mm，电流2400A ;熔炼过程中真空度均控制在< 7Pa ；电压控制在28-31V ;熔炼完成后铸锭在真空条件下冷却到室温出炉。然后车床/牛头刨床制备成中间合金颗粒料。对颗粒料进行了酸洗、水洗、烘干等处理即可作为中间合金使用。酸洗、水洗、烘干的目的是消除机械加工过程中带入的污染，酸洗工艺与工业纯钛相当(硝酸+氢氟酸)。
[0020]实施例3
[0021]将满足GB/T2524-2002标准要求的I级以上海绵钛和纯度在99.5wt%以上的市售硼粉(200目)作为原料，按照硼10%，钛90%的质量百分比进行混料，后将混好的物料置于500/3000吨的油压机的模腔中进行电极压制，然后将压制好的多块具有圆形截面的电极组合成长度适合真空自耗熔炼的电极，通过氩弧焊机在氩气保护下焊接在一起，最后将焊接好的自耗电极在小型真空自耗电弧炉内进行I次真空自耗熔炼，控制熔炼参数:所用水冷铜坩埚内径为Φ225πιπι，电流3500Α ;熔炼过程中真空度均控制在< 7Pa ;电压控制在28-31V ;熔炼完成后铸锭在真空条件下冷却到室温出炉。然后用锤式破碎机制备成中间合金颗粒料。对颗粒料进行了酸洗、水洗、烘干等处理即可作为中间合金使用。酸洗、水洗、烘干的目的是消除机械加工过程中带入的污染，酸洗工艺与工业纯钛相当(硝酸+氢氟酸)。
[0022]在以上实施例中，由于硼粉比例的增加，用粉量就会增加，为避免粉料由于不能得到海绵钛有效包裹带来的过多损失，因此，通过增加锭型(即坩埚内径)的方法来解决。
[0023]实施例所得合金的化学分析结果:见下表1
[0024]表1T1-B中间合金化学分析结果
【权利要求】
1.一种T1-B中间合金，其特征在于其原料组成以质量百分比计为: 硼I~10%，其余为钛。
2.按照权利要求1所述的T1-B中间合金的制备方法，其特征是:采用真空自耗熔炼技术将按比例压制成电极的海绵钛和硼粉熔炼成T1-B中间合金。
3.按照权利要求2所述的T1-B中间合金的制备方法，其特征是:所述硼粉纯度在99.5wt% 以上。
4.按照权利要求2所述的T1-B中间合金的制备方法，其特征是:所述真空自耗熔炼只进行一次。
5.按照权利要求2所述的T1-B中间合金的制备方法，其特征是:所述真空自耗熔炼后得到的铸锭需在真空条件下冷却到室温后取出。
【文档编号】C22C14/00GK103572095SQ201310472602
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】刘彦昌, 袁红军, 王益, 汤全乐, 胡革全 申请人:宁夏东方钽业股份有限公司