本发明涉及一种中间合金,尤其涉及一种ti-mo中间合金及其制备方法,同时涉及了ti-mo中间合金在熔炼含mo钛合金中的应用。
背景技术:
中间合金是以一种金属为基体,将一种或者几种单质加入其中,以解决该单质易烧损、高熔点不易熔入、密度大易偏析等问题或者用来改善合金性能的特种合金,是一种添加型的功能材料。
目前,熔炼含钼(mo)钛合金所采用的材料是mo粉或al-mo60中间合金,虽然均能满足熔炼和含mo钛合金的性能要求,但mo粉成本较高,而al-mo60含有al元素,熔点和密度相对较低,所熔炼的多元ti合金锭实际上化学成分分布不均,偏析大,加入高熔点、高密度的ti-mo中间合金,熔炼的含mo钛合金锭实际化学成分与公称标准成分接近,成品材的力学性能及在硫酸、盐酸等还原性介质中显示更有耐蚀性。
采用ti-mo30中间合金熔炼含mo钛合金的工艺及应用,目前暂无报导。
技术实现要素:
本发明的目的是一种为了降低熔炼含mo钛合金成本和提升其内在质量的ti-mo中间合金及其制备工艺和应用。
本发明提供了这种ti-mo中间合金,该中间合金以钛为基体,配入mo削和海绵钛,压块形成自耗电极,在真空电弧自耗炉(var)中,含mo和ti的自耗电极在电弧下迅速熔化,形成均匀ti-mo二元合金后,经水冷结晶器凝固,结晶成ti-mo中间合金锭。对ti-mo中间合金锭再次切削加工成ti-mo削。熔炼含mo的ti合金时,根据成品ti合金含mo量配入自耗电极。
一种ti-mo中间合金,基体为ti,mo和ti元素的重量百分比的组分:mo:28wt%-32wt%;ti:68wt%-72wt%。
本发明还提供了ti-mo中间合金的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、称取mo条和海绵钛作为原料,mo条将其切削加工成mo屑,粒度1mm-20mm,海绵钛为粒状,粒度8mm-25mm;
步骤二、将mo屑和海绵钛按比例配入混均,压制成块,焊接成电极坯,形成自耗电极;
步骤三、将电极坯装入真空电弧自耗炉,炉内抽真空,给电起弧,起弧电流控制在1000~2000a;一次熔炼电流为8000a,二次熔炼电流为11000a;
步骤四、二次熔炼结束后,在结晶器内继续冷约4h后出炉得到ti-mo中间合金锭;
步骤五、将ti-mo中间合金锭进行切削,得到ti-nb中间合金条屑。
优选的ti-mo中间合金条屑颗粒粒度范围1mm-17mm。
其中步骤一ti-mo中间合金用原料,mo为钼条,长度×宽度×高度为150mm×20mm×20mm,这样的尺寸ti和mo更容易结合,焊接更牢固,从而防止了氧化,提高了最终产品的性能。
其中步骤二中焊接前要检验电极坯压制的质量情况,严格要求使电极坯摆放平直、每块间紧密相接,压块间缝隙≤2mm,焊接时要求焊接牢固,并防止氧化。
其中步骤二中要求每块电极坯的重量一致,从而可以保证压出的电极坯大小一致,并使压制的电极坯尺寸应与结晶器直径尺寸保持匹配,如果距离过小容易在冶炼时产生边弧。
其中步骤三中起弧电流不易过大,此时稳弧电流用较大值,使电弧正常旋转为标准,起弧后马上上提电极杆0.5cm-1.0cm,再增加电流,防止击伤结晶器底座,起弧电流一般控制在1000a-2000a。
ti-mo中间合金在熔炼含mo钛合金中的应用:
其中将ti-mo中间合金按成品标准、技术协议等的含mo量按重量百分比配入自耗电极后进行熔炼。
尤其适合熔炼覆盖各类标准含mo量的ti基体合金。
本发明中的ti-mo中间合金加入α、β等相ti基体合金后,mo释放、凝固,并均匀分布,在提高含mo的ti合金性能的同时,大大降低生产成本。
使用比较:ti-mo中间合金在配料混均时更易操作,避免了过程粉状钼粉与条状海绵钛等因性状的差异的飞散损失。
具体实施方式
综述述技术成果仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例详细说明了本发明。
实施例1:
一种ti-mo中间合金,基体为ti,mo和ti元素的重量百分比的组分:mo:28wt%;ti:72wt%。
实施例2:
一种ti-mo中间合金,基体为ti,mo和ti元素的重量百分比的组分:mo:32wt%;ti:68wt%。
实施例3:
一种ti-mo中间合金,基体为ti,mo和ti元素的重量百分比的组分:mo:30wt%;ti:70wt%。
实施例1、2和3的制备方法为:
步骤一、称取mo条和海绵钛作为原料,mo条将其切削加工成mo屑,粒度1mm-20mm,海绵钛为粒状,粒度8mm-25mm;
步骤二、将mo屑和海绵钛按比例配入混均,压制成块,焊接成电极坯,形成自耗电极;
步骤三、将电极坯装入真空电弧自耗炉,炉内抽真空,给电起弧,起弧电流控制在1000~2000a;一次熔炼电流为8000a,二次熔炼电流为11000a;
步骤四、二次熔炼结束后,在结晶器内继续冷约4h后出炉得到ti-mo中间合金锭;
步骤五、将ti-mo中间合金锭进行切削,得到ti-nb中间合金条屑。