[發(fā)明專利]一種鈦鋁合金熔煉用熵穩(wěn)定耐火材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110891292.2
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113511907B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付綠平;李子巖;顧華志;黃奧;張美杰
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/48
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 孫光遠(yuǎn)

本發(fā)明公開了一種鈦鋁合金熔煉用熵穩(wěn)定耐火材料及其制備方法。屬于鈦鋁合金熔煉技術(shù)領(lǐng)域。包括以下原料：碳酸鈣微粉、碳酸鋇微粉、碳酸鍶微粉、單斜氧化鋯微粉、氧化鋁微粉和結(jié)合劑。制備的鈦鋁合金熔煉用熵穩(wěn)定耐火材料具有較高的熵值，高溫化學(xué)穩(wěn)定性好、抗熱震性能好和抗鈦鋁合金熔體能力強。使用壽命大于20次；熔煉后鈦鋁合金的氧含量不超過0.08wt％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈦鋁合金熔煉技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種鈦鋁合金熔煉用熵穩(wěn)定耐火材料及其制備方法。

背景技術(shù)

鈦鋁合金密度低、比強度高、比剛度高、耐熱性好、抗高溫蠕變性能和抗氧化能力高，是超高音速飛行器和下一代先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的首選材料。真空感應(yīng)熔煉技術(shù)是制備鈦鋁合金的重要方法，耐火材料是真空感應(yīng)熔煉過程中的“瓶頸”，熔煉全過程與合金熔體直接接觸，其與合金的界面行為對合金最終品質(zhì)有決定性影響。由于鈦鋁合金熔體高溫下化學(xué)活性高，易與耐火材料發(fā)生反應(yīng)，因此，開發(fā)性能優(yōu)異的鈦鋁合金熔煉用耐火材料是制備高品質(zhì)鈦鋁合金的關(guān)鍵前提。

真空感應(yīng)熔煉用耐火材料通常要求具有優(yōu)異的高溫化學(xué)穩(wěn)定性、抗鈦鋁合金侵蝕性能及熱震穩(wěn)定性能。常用的合金熔煉耐火材料包括ZrO₂、Al₂O₃、CaO、Y₂O₃、CaZrO₃和BaZrO₃材料等。

現(xiàn)有技術(shù)中，ZrO₂易與鈦形成固溶體，導(dǎo)致合金中氧含量明顯增加。Al₂O₃及CaO抗鈦鋁合金能力均與合金成分密切相關(guān)，Al₂O₃可以較好抵御高Al含量合金的侵蝕，但抗低Al含量合金侵蝕能力有待提升；CaO則隨著鈦鋁合金中Al組分的增加，其與合金反應(yīng)隨之加劇。此外，純CaO較難燒結(jié)，抗水化性較差。Y₂O₃抗熱震性能差，使用壽命短。合成CaZrO₃和BaZrO₃耐火材料，在熔煉鈦鋁合金時，對合金的增氧作用有待進(jìn)一步改善，且材料抗熱震性能較差。

因此，如何提供一種鈦鋁合金熔煉用熵穩(wěn)定耐火材料及其制備方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鈦鋁合金熔煉用熵穩(wěn)定耐火材料及其制備方法。制備的鈦鋁合金熔煉用熵穩(wěn)定耐火材料的高溫化學(xué)穩(wěn)定性好、抗熱震性能好和抗鈦鋁合金熔體能力強。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種鈦鋁合金熔煉用熵穩(wěn)定耐火材料，按質(zhì)量份包括以下原料：碳酸鈣微粉8～15份、碳酸鋇微粉20～30份、碳酸鍶微粉15～25份、單斜氧化鋯微粉40～55份、氧化鋁微粉5～15份和結(jié)合劑0.5～5份。

優(yōu)選的：碳酸鈣微粉的碳酸鈣含量≥90wt％，粒徑D50為0.1～10μm。

優(yōu)選的：碳酸鋇微粉的碳酸鋇含量≥90wt％，粒徑D50為0.1～10μm。

優(yōu)選的：碳酸鍶微粉的碳酸鍶含量≥90wt％，粒徑D50為0.1～10μm。

優(yōu)選的：單斜氧化鋯微粉的ZrO₂含量≥90wt％，粒徑D50為0.3～8μm。

優(yōu)選的：氧化鋁微粉的Al₂O₃含量≥98wt％，氧化鋁微粉的粒徑D50為1～8μm。

有益效果在于：確保較易成型且具有較高的反應(yīng)活性。

優(yōu)選的：結(jié)合劑為聚乙烯醇、酚醛樹脂和鋁溶膠中的一種。

有益效果在于：促進(jìn)原料成型。

一種鈦鋁合金熔煉用熵穩(wěn)定耐火材料的制備方法，包括以下步驟：