[發明專利]一種低氧鈦鐵中間合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201810166819.3
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108359821B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 田曙明;郭金亮;李東;葉慶亮;李志勝;李志德;薛麗英;林劭華
• 申請（專利權）人: 商洛天野高新材料有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C14/00;C22B9/04
• 代理公司: 11569 北京高沃律師事務所
• 代理人: 劉奇<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明涉及合金領域，提供了一種低氧鈦鐵中間合金的制備方法，先在真空條件下，采用感應加熱的方式將鈦鐵混合物熔化，得到熔體；維持真空條件，采用感應加熱的方式對所述熔體進行精煉，然后脫氣，得到合金液；在惰性氣體氛圍下，將所述合金液澆鑄，得到低氧鈦鐵中間合金。實驗結果表明，本發明所提供的制備方法能夠將鈦鐵中間合金中的氧含量降至0.1wt.％以下，同時，其他雜質，如Si、C、Al的含量降至0.05wt.％以下，且所得低氧鈦鐵中間合金具有優異的均勻性，致密度高，合金錠內無肉眼可見氧化膜、氣孔和夾渣。

技術領域

本發明涉及合金領域，尤其涉及一種低氧鈦鐵中間合金及其制備方法。

背景技術

中間合金是以一種金屬為基體，將一種或者幾種單質加入其中，以解決單質易燒損、高熔點不易熔入、密度差大易偏析等問題或者用來改善合金性能的特殊合金，是一種添加型的金屬功能材料。

金屬鈦的熔點為1725℃，密度為4.5g/cm³，而金屬鐵的熔點為1535℃，密度為7.87g/cm³。在TB6、TC15牌號鈦合金熔煉過程中，若直接向鈦中加入純鐵進行熔煉，會由于兩者密度相差較大，造成成分偏析，當合金錠尺寸較大時，偏析會更加嚴重。目前，國內鈦合金企業普遍采用加入鈦鐵中間合金的方法來減輕偏析。

鈦具有極強的親氧性，在冶煉過程中極易與空氣中的氧氣反應，生成鈦的氧化物而保留于鈦鐵中間合金中。目前，鈦鐵中間合金的制備方法主要為鋁熱自蔓延法和重熔法，其中鋁熱自蔓延法是加入鋁熱劑引發自蔓延反應，經冷卻、除渣、起錠得到鈦鐵中間合金，該方法制備的鈦鐵中間合金中鈦含量≥50wt.％，存在氧含量高(10wt.％～20wt.％)的缺陷；重熔法是以廢鈦材加鐵真空重熔，雖然能夠將氧含量降低至0.4～2wt.％，但仍然滿足不了高端鈦合金客戶對氧及其他雜質的指標要求。

發明內容

本發明提供了一種低氧鈦鐵中間合金及其制備方法。本發明提供的制備方法得到的低氧鈦鐵中間合金具有氧含量低的優勢。

為實現上述目的，本發明提供了一種低氧鈦鐵中間合金的制備方法，包括如下步驟：

(1)在真空條件下，采用感應加熱的方式將鈦鐵混合物熔化，得到熔體；

(2)維持真空條件，采用感應加熱的方式對所述熔體進行精煉，然后脫氣，得到合金液；

(3)在惰性氣體氛圍下，將所述合金液澆鑄，得到低氧鈦鐵中間合金。

優選的，所述鈦鐵混合物由海綿鈦和鐵混合得到，所述海綿鈦的純度≥99.7％，所述鐵的純度≥99.9％。

優選的，盛放所述鈦鐵混合物的容器為石墨坩堝，所述石墨坩堝的體積密度≥1.83g/cm³。

優選的，所述真空條件的絕對壓力為2～30Pa。

優選的，所述精煉的溫度為1570～1780℃，所述精煉的時間為4～10min。

優選的，所述脫氣包括如下步驟：停止感應加熱，抽真空至壓力穩定。

優選的，所述惰性氣體氛圍的絕對壓力為400～600Pa。

優選的，所述澆鑄后，還包括冷卻，所述冷卻為真空水冷，所述真空水冷的水壓為0.05～0.1MPa。

優選的，所述澆鑄用錠模為水冷銅錠模。

本發明還提供了一種低氧鈦鐵中間合金，由上述技術方案所述的制備方法制備得到，包括如下質量含量的組分：鈦50～70wt.％，氧≤0.10wt.％，硅≤0.03wt.％，碳≤0.03wt.％，鋁≤0.01wt.％，余量為鐵。