專利名稱：一種鋁鈮中間合金及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種中間合金及其制備方法，尤其涉及一種冶煉用的鋁鈮中間合金及其制備方法。
背景技術：
隨著鈦合金的不斷發展，采用中間合金添加到鈦合金的冶煉中已越來越普遍。對于添加的中間合金，要求無偏析，無金屬夾雜，雜質含量盡可能的低。目前的中間合金多采用一步法來冶煉，冶煉的合金不僅雜質含量偏高，而且均勻性不是很好。
發明內容
本發明的目的在于提供一種鋁鈮中間合金及其制備方法，鋁鈮中間合金的雜質含量能夠達到鈦合金冶煉添加的要求，并且中間合金的制備方法能夠更容易控制。本發明提供的一種鋁鈮中間合金，包括如下組份Nb45 85%、！^ < 0. 15%、 0 ^ 0. 1%, C ^ 0. 1%, Si ^ 0. 2%, B ^ 0. 005%, N ^ 0. 03%, H ^ 0. 005%，余量為 Al ； 其中，所述的百分比為重量百分比。優選地，包括如下組份Nb45 85%、Fe 彡 0. 1 %、0 彡 0. 05%, C ^ 0. 05%, Si彡0. 1%、B彡0. 003%,N^ 0. 02%、H彡0. 003%，余量為Al ；其中，所述的百分比為重
量百分比。優選地，包括如下組份Nb45 85%、Fe彡0. 05%、0彡0. 03%、C彡0. 03%、 Si彡0. 05%,B ^ 0. 002%,N^0.01%,H^ 0. 002%，余量為Al ；其中，所述的百分比為重
量百分比。本發明還提供了一種鋁鈮中間合金的制備方法，包括如下步驟1)按照Nb2O5IOO份、A153 137份、CaF215 32份、KClO3H 58份稱取各原材料；2)將各原材料在常溫下裝爐，采用爐外鋁熱冶煉法進行第一步冶煉；3)將另外稱取的1. 25 15份Al原材料和第2)步得到的坯料一起置于真空熔煉爐中進行真空熔煉，真空熔煉的熔煉溫度為1450 1600°C，真空度小于0. 67Pa，爐料熔化后在1500°C的高溫下短時沸騰精煉6 15分鐘，并在真空條件下進行合金澆鑄。優選地，在所述真空爐進行熔煉時，采用碳坩堝裝填爐料，并在所述碳坩堝內涂覆一層氧化釔。本發明通過采用兩步法進行來進行冶煉，相比較現有的爐外冶煉法而言，所獲得的成份更均勻，尤其是采用在兩步中分別分兩次添加Al，使得成份的均勻性較一次添加的更好；此外，本發明還采用了在真空爐內使用涂覆有一層氧化釔的碳坩堝作為冶煉容器的獨特冶煉方法，這樣，與以往的要采用水冷銅坩鍋相比，制造成本大大降低，且能夠更好第控制雜質的引入。
具體實施例方式本發明采用兩步法冶煉鋁鈮中間合金，主要包括如下步驟1)按照Nb2O5IOO份、A153 137份、CaF215 32份、KClO3H 58份稱取各原材料；2)將各原材料在常溫下裝爐，采用爐外鋁熱冶煉法進行第一步冶煉；3)將第一步冶煉得到的初級產品和另外稱取的1. 25 15份Al原材料一起置于真空熔煉爐中進行真空熔煉，真空熔煉的熔煉溫度為1450 1600°C，真空度小于0. 67Pa, 爐料熔化到1/4至2/5后，可充入氬氣，使爐內壓力保持在50 80 內，以防止爐內溶液過于沸騰。在爐內的爐料完全熔化后，使爐內進行短時高溫沸騰精煉，精煉時間為6 15分鐘，溫度> 15000C。直至合金液面平靜，無氣泡逸出，然后在合金溶液溫度為1480 1550°C 時進行澆鑄。在步驟3)中，本發明在真空爐內采用的是碳坩堝，且在坩堝的內表面涂覆有一層氧化釔。由于采用這樣的容器來裝填冶煉的合金，一方面與以往采用水冷銅坩鍋相比，生產成本大大降低，并且，由于氧化釔的在1450 1600°C的條件下也能夠保持很好的穩定性， 因此能夠防止在冶煉的過程中引入其它雜質，對合金的組織的均勻性以及雜質的含量的控制起到了很好的作用。此外，本發明在步驟幻中分兩步添加原材料Al，能夠使得成份的均勻性較一次性在第一步中添加的要更好。另外，在本發明中，涂覆的氧化釔最好采用分析純的氧化釔。另外，在步驟2)中，采用的是爐外鋁熱反應冶煉法，為了使N含量盡可能地低，例如，低于0. 001%，采用爐內真空鋁熱反應冶煉方法，具體做法是將步驟1)稱量的原材料放于坩堝中，再將坩堝置于真空爐中，并連接好點火的點火裝置，抽真空，然后再充入氦氣，通過點火裝置進行點火，從而進行鋁熱反應。下面，通過具體實施例來對本發明進一步說明，具體采用的方法與上述的方法相同。實施例1配料的重量以Kg 為單位，Nb205100Kg、A1104Kg、CaF231Kg、KC10332. 5Kg 稱取各原材料；在步驟幻中添加另外稱量的MKgAl，經過兩步冶煉得到的合金組份如下Nb 為 47. 5%,Fe 為 0. 09%,0 為 0. 04%,C 為 0. 03%,Si 為 0. 05%,B 為 0. 004%, N為0. 02%、H為0. 005% ；余量為Al ；其中，這里的百分比為重量百分比。本實施例的兩步冶煉法第一步采用是爐外冶煉。實施例2配料的重量以Kg 為單位，Nb205100Kg、A15^(g、CaF216. !3Kg、KC10312Kg 稱取各原材料；在步驟幻中添加另外稱量的^(gAl，經過兩步冶煉得到的合金組份如下Nb 為 75. 17%、Fe 為 0. 06%、0 為 0. 05%丄為0. 04%、Si 為 0. 05%、8為0· 004%, N為0. 002%、H為0. 005% ；余量為Al ；其中，這里的百分比為重量百分比。本實施例的兩步冶煉法第一步采用是爐內真空冶煉。實施例3配料的重量以Kg 為單位，Nb205100Kg、A165. lKg、CaF215. 5Kg, KC10314. 55Kg 稱取各原材料；在步驟幻中添加另外稱量的4. 2^(gAl，經過兩步冶煉得到的合金組份如下Nb 為 68. 12%、Fe 為 0. 06%、0 為 0. 04%、C 為 0. 05%、Si 為 0. 02%、8為0· 002%, N為0. 002%、H為0. 005% ；余量為Al ；其中，這里的百分比為重量百分比。本實施例的兩步冶煉法第一步采用是爐內真空冶煉。實施例4配料的重量以Kg 為單位，Nb205100Kg、A152. 5Kg,CaF216. ^(g、KC10315Kg 稱取各原材料；在步驟幻中添加另外稱量的1. 25KgAl，經過兩步冶煉得到的合金組份如下Nb 為 83. 5%,Fe 為 0. 05%,0 為 0. 05%,C 為 0. 05%,Si 為 0. 04%,B 為 0. 003%, N為0. 001%、H為0. 004% ；余量為Al ；其中，這里的百分比為重量百分比。本實施例的兩步冶煉法第一步采用是爐內真空冶煉。
權利要求
1.一種鋁鈮中間合金，其特征在于，包括如下組份Nb45 85%、Fe ≤ 0. 15%, 0 ≤ 0. 1%, C ≤0. 1%, Si ≤ 0. 2%, B≤ 0. 005%, N ≤ 0. 03%, H 0. 005%，余量為 Al ； 其中，所述的百分比為重量百分比。
2.如權利要求1所述的鋁鈮中間合金，其特征在于，包括如下組份Nb45 85%、 Fe ≤ 0. 1%、0 ≤ 0. 05%、C ≤ 0. 05%,Si ≤ 0. 1%、B ≤ 0. 003%,N≤0. 02%、H ≤ 0. 003%, 余量為Al ；其中，所述的百分比為重量百分比。
3.如權利要求2所述的鋁鈮中間合金，其特征在于，包括如下組份Nb4 5 8 5 %、 Fe ≤ 0. 05 0 ≤ 0. 03 C ≤ 0. 03 Si ≤ 0. 05 B≤ 0. 002 N ≤ 0. 01 H≤O. 002%，余量為Al ；其中，所述的百分比為重量百分比。
4.一種鋁鈮中間合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟1)按照Nb2O5IOO份、A153 137份、CaF215 32份、KClO3H 58份稱取各原材料；2)將各原材料在常溫下裝爐，采用爐外鋁熱冶煉法進行第一步冶煉；3)將另外稱取的1.25 15份Al原材料和第2)步得到的坯料一起置于真空熔煉爐中進行真空熔煉，真空熔煉的熔煉溫度為1450 1600°C，真空度小于0. 67Pa，爐料熔化后在 1500°C的高溫下短時沸騰精煉6 15分鐘，并在真空條件下進行合金澆鑄。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，在所述真空爐進行熔煉時，采用碳坩堝裝填爐料，并在所述碳坩堝內涂覆一層氧化釔。
全文摘要
本發明公開了一種鋁鈮中間合金，包括如下組份Mo45～70％、Fe≤0.2％、O≤0.1％、C≤0.1％、Si≤0.2％、B≤0.005％、N≤0.03％、H≤0.005％，余量為Al；其中，所述的百分比為重量百分比。本發明還提供了一種鋁鈮中間合金的制備方法。本發明通過采用兩步法進行來進行冶煉，相比較現有的爐外冶煉法而言，所獲得的成份更均勻，尤其是采用在兩步中分別分兩次添加Al，使得成份的均勻性較一次添加的更好；此外，本發明還采用了在真空爐內使用涂覆有一層氧化釔的碳坩堝作為冶煉容器的獨特冶煉方法，這樣，與以往的要采用水冷銅坩鍋相比，制造成本大大降低，且能夠更好第控制雜質的引入。
文檔編號C22C1/02GK102560213SQ20121001694
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者陸樹興 申請人:上海康臣特種金屬材料有限公司