一種鋁錫中間合金及其製備方法
2023-06-04 03:12:41
專利名稱：一種鋁錫中間合金及其製備方法
技術領域：
本發明涉及鈦合金的製備，具體地說是一種用於鈦合金製備的鋁錫(鋁基)中間合金及其製備方法。
背景技術：
隨著鈦合金的不斷發展，越來越需要中間合金直接加入鈦裡進行熔煉，避免了單純的分別加入金屬單質的繁瑣性，且釩基中間合金熔點比各金屬單質中最高的熔點低；如AlSn合金熔點為450℃，而Al熔點為660℃，使鈦合金的製備熔煉過程穩定，避免了由於金屬單質熔點不一致，所施加的熔煉電流忽高忽低，不容易控制的現象。現有的一種用鈦合金熔煉的鋁鈦稀土化合物型中間合金(專利申請號94112628.5)，其抗氧化性能較好，但其成本較高，並且適應面較窄(用於單純稀土型鈦合金的熔煉)，不能滿足現代鈦合金生產多樣化的要求。
發明內容
本發明的目的在於提供一種成本低、適應於現代鈦合金生產要求的鋁錫中間合金及其製備(冶煉)方法。
為實現上述目的，本發明採用的技術方案為一種鋁錫中間合金，按重量百分比計合金組成為，Sn 45～55％，Al為餘量。
較佳的合金組成為，Sn 50％，殘餘元素中O＜0.05％，Al為餘量。
鋁錫中間合金的製備方法為採用爐外點火冶煉法，按常規步驟操作，配料重量組成以Al為1kg計，SnO20.88～1.09kg，CaF20.264～0.33kg，KClO30.287～0.437kg；原料裝爐溫度為30～60℃(最好為45～52℃)，反應平穩，合金形成好；原料烘乾溫度一般為70～80℃，烘乾時間不少於24小時。
本發明與現有技術相比，具有如下的有益效果1.便於鈦合金的製備。本發明鋁基中間合金熔點比各金屬單質中最高的熔點低(如AlSn合金熔點為450℃，而Al熔點為660℃)；採用本發明鋁基系列中間合金製備鈦合金，可以以合金包的形式加入海綿鈦中，用真空自耗電弧爐熔煉鈦合金電流易控制，電損耗小，成本低，方便了鈦合金的製備。
2.成本低。以金屬單質為原料生產的中間合金，生產過程複雜，生產成本高；本發明加工過程簡單易行，不需特殊設備本發明以金屬氧化物為原料，生產成本低、易操作，冶煉過程反應平穩，合金形成好。
3.合金化均勻。本發明生產的中間合金，因其合金化均勻，以合金包的形式加入海綿鈦中，使鈦合金鑄錠不容易發生元素偏稀現象。
4.抗氧化性能好，易於存儲和運輸。由於金屬單質在空氣中易氧化，因而以金屬單質直接加入海綿鈦中，會使鈦合金鑄錠中容易產生氧化物夾雜等冶金缺陷；而本發明中間合金抗氧化性能好，在空氣中不易氧化，塑料編織袋和內襯塑膠袋包裝即可，易於存儲和運輸。
5.韌性好。本發明是以鋁為基體的金屬型化合物，具有韌性好、易加工的特點，縮短了鈦合金的生產過程，降低了生產成本。
具體實施例方式
本發明是在鋁的基礎上，適當的加入主要成份Sn元素，通過現有的設備，冶金工藝就可以獲得新型中間合金，下面通過實施例詳述本發明。
實施例1.
採用爐外點火冶煉法按常規步驟進行，原料經烘乾、砌爐，按所述重量百分比配料，均勻混料、裝爐、冶煉、冷卻、啟爐、稱重、精整、破碎、磁選、取樣分析、包裝。
具體製備過程如下1.原料烘乾將原料、砌爐渣、配料渣在溫度75℃(可以為75±5℃)的烘乾室中烘乾時間24小時(可以為24～72小時)；2.稱取原料配料時以氯酸鉀為催化劑(加入重量為原料總量的6～18％)Al SnO2CaF2KClO31kg 0.98kg 0.294kg 0.392kg3.混料將料裝入V型混料器中，混均勻，次數6次；4.冷卻將混合好的原料冷卻至48℃(可以為45～52℃)；5.裝爐將冷卻好的原料裝入冶煉爐(石墨內襯爐)中；6.點火用點燃的鎂屑放入冶煉爐內，點火開始反應；7.記錄記錄反應時間為34秒；冶煉過程反應激烈，反應過程中一直濺火花；8.冷卻空氣中冷卻24小時(最好為48小時以上)，最好為爐內冷卻；9.啟爐從冶煉爐中取出合金錠；10.精整用砂輪機磨去渣層和氧化膜；11.破碎、磁選用顎式破碎機破碎至φ6mm粒度(一般為0.25～6.0mm)，然後磁選、人工挑選，除去鐵等雜質；12.取樣化驗分析經化驗分析結果為Al 49.25％，Sn 50.27％，O 0.025％；13、包裝產品經化驗合格後，包裝好裝入包裝桶內。
合金應用性能上述合金加入鈦中可以增加α和β、α+β相所具有的性能；與現有鈦合金冶煉通常採用的鋁鉬釩合金相比，本發明合金更符合合金中各元素要求的重量百分比，合金化更均勻，雜質O含量低。
實施例2～5.按實施例1方法操作，與實施例1不同之處見表1。
表1.鋁錫合金反應體系
權利要求
1.一種鋁錫中間合金，其特徵在於按重量百分比計合金組成為，Sn 45～55％，Al為餘量。
2.按照權利要求1所述鋁錫中間合金，其特徵在於按重量百分比計合金組成為，Sn 50％，殘餘元素中O＜0.05％，Al為餘量。
3.一種權利要求1所述鋁錫中間合金的製備方法，其特徵在於採用爐外點火冶煉法，按常規步驟操作，配料重量組成以Al為1kg計，SnO20.88～1.09kg，CaF20.264～0.33kg，KClO30.287～0.437kg；原料裝爐溫度為30～60℃。
4.按照權利要求3所述鋁錫中間合金的製備方法，其特徵在於所述原料裝爐溫度為45～52℃。
5.按照權利要求3所述鋁錫中間合金的製備方法，其特徵在於原料烘乾溫度為70～80℃，烘乾時間不少於24小時。
6.按照權利要求5所述鋁錫中間合金的製備方法，其特徵在於烘乾時間不少於48小時。
全文摘要
本發明涉及鈦合金的製備，具體地說是一種用於鈦合金製備的鋁錫中間合金及其製備方法，按重量百分比計合金組成為Sn 45～55％，Al為餘量；製備過程為採用爐外點火冶煉法，按常規步驟操作，原料烘乾溫度為70～80℃，烘乾時間不少於24小時；配料重量組成以Al為1kg計，SnO
文檔編號C22C21/00GK1629330SQ20031011906
公開日2005年6月22日 申請日期2003年12月15日 優先權日2003年12月15日
發明者張忠士, 郭淑君, 田福禮 申請人:張忠士