[發明專利]采用真空自耗電弧爐熔煉TiAl合金的方法

有效

• 申請號: 201110263605.6
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN102312111A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 陳科;呂維潔;王立強;王敏敏;覃繼寧;張荻
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22B9/20;C22C14/00;C23C14/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及的是一種金屬間化合物合金靶材的制備方法，具體是一種采用真空自耗電弧爐熔煉TiAl合金的方法。

背景技術

磁控濺射鍍膜是一種新型的物理氣相鍍膜方式，較之較早點的蒸發鍍膜方式，其很多方面的優勢相當明顯。作為一項已經發展的較為成熟的技術，磁控濺射已經被應用于許多領域。磁控濺射鍍膜靶材分為金屬濺射鍍膜靶材，合金濺射鍍膜靶材，陶瓷濺射鍍膜靶材，硼化物陶瓷濺射靶材，碳化物陶瓷濺射靶材，氟化物陶瓷濺射靶材，氮化物陶瓷濺射靶材，氧化物陶瓷靶材等。Ti-Al合金靶材是多弧離子鍍（Ti，Al）N薄膜的核心材料，要求其成分均勻，純潔度高、致密。（Ti，Al）N薄膜較TiN薄膜具有更好的附著性，硬度HRC>70，韌性好，使用溫度比TiN膜約高200℃，使刀具壽命提高5-6倍，因此這種薄膜在刃具鍍膜行業具有廣闊的應用前景。目前國外廣泛應用在汽車內燃機、精密器件的加工工業上的鉆頭、銑刀、車刀等刃具上，其加工精度高，延長自動生產線上使用時間，提高效率。目前對TiAl靶材的雜質成分控制在C<0.03%，O<0.5%，H<0.03%。TiAl合金靶材主要用于多弧離子鍍膜。由于該合金各成分組元熔點差別大，熔煉反應熱高等特點，使得該合金在制備過程中存在明顯的氣孔，偏析等缺陷，同時也容易產生裂紋等嚴重質量問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，針對TiAl合金的特征，提供一種采用真空自耗電弧爐熔煉用于刃具鍍膜行業的TiAl合金的方法。該方法制備得到的TiAl合金無明顯氣孔、偏析等缺陷，組織大小均勻。

本發的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種采用真空自耗電弧爐熔煉TiAl合金的方法，包括以下步驟：

（a）、稱料：稱取海綿態金屬Ti與塊體金屬Al，混合；

（b）、壓制電極：將步驟（a）中混合好的金屬Ti與Al壓制成電極，每個電極控制在2.2～4.0公斤，其中Ti與Al混合均勻布料；

（c）、焊接電極：將步驟（b）中壓制好的兩個電極焊接成熔煉電極；

（d）、真空自耗熔煉一次錠：將步驟（c）中焊接的TiAl電極在10kg真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，采用直徑為80mm的銅坩堝，熔煉出直徑80mm的TiAl一次錠；

（e）、焊接二次熔煉電極：將熔煉的一次錠用車床去頭、平尾，每6個一次錠采用鎢極氬弧焊焊接成二次電極；?

（f）、真空自耗熔煉二次錠：將焊接的TiAl二次電極在150kg真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，采用直徑為120mm的銅坩堝，熔煉出直徑120mm的TiAl二次錠。

優選的，步驟（a）中，所述稱取的金屬Ti與Al中，?Ti的重量百分比含量為50～87.5%，Al的重量百分比含量為12.5～50%。?

????優選的，步驟（c）中，所述焊接是采用鎢極氬弧焊焊接的。

優選的，步驟（d）中，所述一次錠熔煉的電流為1.5～2.0kA,工作真空度為1.0×10E^-1Pa。

優選的，步驟（f）中，所述二次錠熔煉的電流為3.0～3.6kA,工作真空度為1.0×10E^-1Pa。

????與現有技術相比，本發明具有的有益效果為：本發明工藝簡單，成本低廉，采用本發明的方法可制得無明顯氣孔、偏析等缺陷，組織大小均勻的TiAl合金靶材。????

附圖說明

圖1為實施例3的TiAl合金二次錠的示意圖；

圖2為實施例3的TiAl合金二次錠的微觀組織照片圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1

采用真空自耗電弧爐熔煉TiAl合金，具體步驟如下：

（a）、稱料：將金屬Ti與金屬Al按照質量比Ti?87.5%，Al?12.5%的比例稱取、混合；

（b）、壓制電極：將按比例稱取混合的金屬Ti與Al壓制成電極，每個電極控制在2.2公斤；

（c）、焊接電極：將每兩個壓制好的電極采用鎢極氬弧焊焊接成熔煉電極；