[發明專利]一種熔煉鈦及鈦合金用坩堝的材料及坩堝的制備方法

在審

• 申請號: 201711003905.4
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107602139A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 孫敏;孫子城
• 申請（專利權）人: 陜西海恩得工貿有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/057;C04B35/622;F27B14/10
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 寧文濤

技術領域

本發明屬于金屬熔煉技術領域，涉及一種熔煉鈦及鈦合金用坩堝的材料，本發明還涉一種熔煉鈦及鈦合金用坩堝的制備方法。

背景技術

鈦和鈦合金因密度小、抗腐蝕性能好等性能，目前在航空、航天、石油，醫藥等技術領域都有非常大的應用前景，被廣泛研究和使用。

坩堝是常用的熔化和精煉鈦及鈦合金的容器，目前市場常見的坩堝多為鎢、鉬等高熔點金屬所制做，由于鈦在熔融的狀態化學性質活潑，在熔化和精煉過程中很容易與容器材料發生反應，使被融化的鈦及鈦合金表面被污染，力學性能降低。

因此，鈦和鈦合金的熔煉和精煉過程中，提高容器的的抗侵蝕性能非常必要。

發明內容

本發明的目的是提供一種熔煉鈦及鈦合金用坩堝的材料，解決了現有技術中存在坩堝熔化鈦及鈦合金時，容易被鈦侵蝕的問題。

本發明的另外一個目的是提供一種熔煉鈦及鈦合金用坩堝的制備方法。

本發明所采用的技術方案是，一種熔煉鈦及鈦合金用坩堝的材料，按質量百分比由以下組分組成：氧化釔3～10％、氧化鈣65～77％、氧化鉈7～20％、氧化鈦3～8％，上述組分質量百分比之和為100％。

本發明所采用的另一技術方案是一種熔煉鈦及鈦合金用坩堝的制備方法，具體的操作步驟為：

步驟2.1：按質量百分比分別稱取：氧化釔3～10％、氧化鈣65～77％、氧化鉈7～20％、氧化鈦3～8％，上述組分質量百分比之和為100％；

步驟2.2：將步驟1中稱取的氧化釔、氧化鈣、氧化鉈和氧化鈦分別放入球磨機進行球磨，將球磨后的氧化釔粉、氧化鈣粉、氧化鉈粉和氧化鈦粉混合均勻；

步驟2.3：采用普通澆注法將步驟2.2中得到的混合粉體制備成坩堝坯體；

步驟2.4：對步驟2.3中得到的坯體進行燒結，得到半成品坩堝；

步驟:2.5：將步驟2.4中的半成品坩堝內外表面進行清洗；

步驟2.6：在步驟2.5中清洗干凈的坩堝內外表面涂覆氮化硅涂層，最終得到成品坩堝。

本發明的特點還在于，

步驟2.4中燒結過程為：將步驟2.3中得到的坩堝坯體在550～750℃下燒結4～8h；再快速升溫至1750～1900℃，燒結4～8h，然后隨爐冷卻至室溫，即半成品坩堝。

步驟2.5中的清洗過程為：使用超聲波將加工好的半成品坩堝的內外表面進行凈化處理，再在1000～1200℃下進行高溫熱處理1～1.5h。

步驟2.6中涂覆氮化硅涂層的過程為：將氮化硅涂層噴涂在步驟2.5中清洗干凈的坩堝內外表面，完成噴涂后將坩堝在氬氣保護下在1200～1500℃進行1～2h熱處理，即得到成品坩堝。

氮化硅涂層的厚度為：0.15～1.5mm。

本發明的有益效果是：

(1)本發明的一種熔煉鈦及鈦合金用坩堝的制備方法，加入氧化釔和鉈改善了坩堝的耐侵蝕性能，同時也提高了坩堝的抗熱震性。

(2)本發明的一種熔煉鈦及鈦合金用坩堝的制備方法，在制備坩堝過程中，給坩堝的內外表面涂覆氮化硅涂層，進一步提高了坩堝的耐侵蝕性能，且增加了坩堝的耐磨性能。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明的一種熔煉鈦及鈦合金用坩堝的材料，按質量百分比由以下組分組成：氧化釔3～10％、氧化鈣65～77％、氧化鉈7～20％、氧化鈦3～8％，上述組分質量百分比之和為100％。

使用上述材料制備熔煉鈦及鈦合金用坩堝的具體操作步驟為：

步驟2.1：按質量百分比分別稱取：氧化釔3～10％、氧化鈣65～77％、氧化鉈7～20％、氧化鈦3～8％，上述組分質量百分比之和為100％；

步驟2.2：將步驟1中稱取的氧化釔、氧化鈣、氧化鉈和氧化鈦分別放入球磨機進行球磨，將球磨后的氧化釔粉、氧化鈣粉、氧化鉈粉和氧化鈦粉混合均勻；

步驟2.3：采用普通澆注法將步驟2.2中得到的混合粉體制備成坩堝坯體；

步驟2.4：對步驟2.3中得到的坯體進行燒結，得到半成品坩堝；

步驟2.5：將步驟2.4中的半成品坩堝內外表面進行清洗；

步驟2.6：在步驟2.5中清洗干凈的坩堝內外表面涂覆氮化硅涂層，最終得到成品坩堝。

本發明的特點還在于，

步驟2.4中燒結過程為：將步驟2.3中得到的坩堝坯體在550～750℃下燒結4～8h；再快速升溫至1750～1900℃，燒結4～8h，然后隨爐冷卻至室溫，即半成品坩堝。