[發明專利]一種銅鈦中間合金及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010315722.1
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111378866A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 王志軍;孫鑫;紀海龍;劉強;段善博;劉志彬;王東華;馬英梁
• 申請（專利權）人: 承德天大釩業有限責任公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/02;C22C1/06;C22C1/03;C22C14/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 馬小星

本發明提供了一種銅鈦中間合金及其制備方法和應用，屬于金屬材料技術領域。本發明提供的銅鈦中間合金包括67～73wt％的Cu和27～33wt％的Ti。本發明提供的銅鈦中間合金通過設計合金成分，中和銅、鈦兩種單質的密度，且具有較小的成分偏析，代替高純銅用于鈦合金熔煉時，能夠降低熔煉溫度，防止成分偏析。實驗結果表明，本發明提供的銅鈦中間合金成分穩定，雜質含量較低，成分偏析小。

技術領域

本發明涉及金屬材料技術領域，尤其涉及一種銅鈦中間合金及其制備方法和應用。

背景技術

鈦合金具有優異的性能，如比強度高、耐腐蝕、耐高溫以及良好的綜合工藝性能等，在現代工業級科學技術領域內日益成為引人矚目的材料，在宇航、航空、石油、化工、輕工、冶金、機械和能源等眾多領域得到了廣泛的應用。銅是鈦合金的主要合金成分，可應用于多種鈦合金，最常用于TA13鈦合金。TA13鈦合金是一種低強度、高塑性的α型鈦合金，它只含有2.5％共析型β穩定元素Cu。該合金具有良好的工藝塑性、焊接性和熱穩定性，一般在退火狀態使用，也可進行適當的強化熱處理。TA13鈦合金主要用來制造航空發動機的外涵道部件，如引射機匣、后錐體等，長期工作溫度可達350℃，生產的半成品主要有板材、棒材、鍛件、環軋件、絲材等。

由于高純銅的密度為8.96g/cm³，海綿鈦密度為4.516g/cm³，若銅以單質的形式進行鈦合金的熔煉，會因密度差而造成鈦合金的偏析現象。現有技術通常以銅鈦中間合金的形式進行熔煉，使所熔煉鈦合金具有較小的成分偏析，有助于合金成分均勻化，減少熔煉鈦合金用原材料的損耗，例如專利CN201210568183.8公開了將電解銅板和純鈦按比例真空熔煉成銅鈦中間合金，其中銅和鈦的質量比為(0.9:1)～(1.1:1)，專利CN201110249679.4公開了將海綿鈦研磨成粒狀，按鈦為5～10wt％其余為銅和不可避免雜質的配比，在1250～1350℃范圍內熔化銅和鈦，在1200～1250℃澆鑄成銅鈦中間合金。但是上述方案提供的銅鈦中間合金依然存在成分偏析的現象，同時熔煉溫度高，制備工藝復雜，導致工業生產過程中對設備的要求高，進而增加生產成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種銅鈦中間合金，本發明提供的銅鈦中間合金成分均勻穩定，無偏析，雜質含量較低，用于熔煉鈦合金，有助于合金成分均勻化，減少熔煉鈦合金用原材料的損耗。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種銅鈦中間合金，包括67～73wt％的Cu和27～33wt％的Ti。

優選地，包括68～72wt％的Cu和28～32wt％的Ti。

本發明還提供了所述銅鈦中間合金的制備方法，包括：將銅源和鈦源進行真空感應熔煉，得到銅鈦中間合金。

優選地，所述真空感應熔煉在中頻真空感應爐中進行。

優選地，所述真空感應熔煉的真空度：≥20Pa。

優選地，所述真空感應熔煉包括以下步驟：

(1)將銅源和鈦源進行真空感應加熱，得到混合熔體；

(2)將所述步驟(1)得到的混合熔體進行精煉，得到合金液；

(3)將所述步驟(2)得到的合金液進行澆注，得到銅鈦中間合金。

優選地，所述步驟(1)中感應加熱的功率為40～80kW。

優選地，所述步驟(2)中精煉的功率為78～82kW。

優選地，所述步驟(2)中精煉的溫度為1000℃～1150℃，精煉的時間為3～10分鐘。

本發明還提供了所述銅鈦中間合金在制備TA13鈦合金中的應用。