一種Ti-B中間合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種Ti-B中間合金及其制備方法，該Ti-B中間合金原料組成為硼1～10%，其余為鈦。本發(fā)明通過將需要添加的微量硼制備成Ti-B中間合金，從而有利于后續(xù)真空自耗電極制備、焊接、熔煉過程中原材料的有效利用，減少燒損，極大地提高了鈦合金中微量B元素添加的準(zhǔn)確性和均勻性，還解決了B原料粉末長期儲(chǔ)存的問題，大大改善了生產(chǎn)環(huán)境，有利于潔凈化生產(chǎn)，避免了生產(chǎn)過程中B粉與空氣直接接觸的危險(xiǎn)性，降低了安全隱患；制得的中間合金具有粒度均勻、成分均勻、易于破碎，易于儲(chǔ)存等特點(diǎn)。
【專利說明】—種T1-B中間合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鈦合金加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種T1-B中間合金及其制備方法。【背景技術(shù)】[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，硼(B)作為一種微量的細(xì)化晶粒元素常常被用到鋼鐵工業(yè)、鋁工業(yè)、鎂工業(yè)中，如中國專利《鋁-鈦-硼-稀土中間合金及熔制方法》(CN88104205.6)、《一種適用于含硼合金鋼的中間合金及使用方法》(CN200410101590.3)、《一種鋁鎂鈦硼合金及其制備工藝》(CN200510042055)、《含硼鎂基中間及其制備方法》(CN200710193502.0)、《一種含鈦、鋯、硼的鋁合金系列添加劑及其制造方法》(CN200810143167.8)和《一種鋁硼中間合金及其制備方法》(CN200810242696.3)等等。
[0003]而在鈦合金的熔煉和加工生產(chǎn)過程中，除了在GB/T3620.1-2007中已被刪除的TC7，只有合金牌號(hào)為TA5的鈦合金中將硼作為成分元素添加，其添加方式有兩種:其一是將純度較高的硼粉直接添加，由于添加量小，這種方法I)不利于合金成分準(zhǔn)確性和均勻性的控制，2)由于粉末較細(xì)，純的B粉還會(huì)與空氣形成爆炸性混合物，3)硼在高溫下化學(xué)性質(zhì)活潑，無法有效地長期儲(chǔ)存，具有一定的生產(chǎn)安全隱患，4)用粉狀料進(jìn)行添加不利于生產(chǎn)環(huán)境的改善；其二是制備成AlB中間合金后添加，但該合金不利于對(duì)B元素進(jìn)行精確控制，同時(shí)也復(fù)雜化了對(duì)鋁的偏析控制。
[0004]目前，尚無鈦基含硼中間合金的存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種可極大地提高鈦合金中微量硼元素的準(zhǔn)確性和均勻性，降低安全隱患，改善生產(chǎn)環(huán)境，有利于潔凈化生產(chǎn)的T1-B中間合金；
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供上述T1-B中間合金的制備方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的所采取的技術(shù)方案為:
[0008]一種T1-B中間合金，其特征在于其原料組成以質(zhì)量百分比計(jì)為:
[0009]硼I~10%，其余為鈦。
[0010]一種T1-B中間合金的制備方法，其特征是:采用真空自耗熔煉技術(shù)將按比例壓制成電極的海綿鈦和硼粉熔煉成T1-B中間合金。
[0011 ] 所述硼粉純度在99.5wt%以上。
[0012]所述真空自耗熔煉只進(jìn)行一次。
[0013]所述真空自耗熔煉后得到的鑄錠需在真空條件下冷卻到室溫后取出。
[0014]本發(fā)明通過將需要添加的微量硼制備成T1-B中間合金后進(jìn)行添加制備鈦合金，從而有利于后續(xù)真空自耗電極制備、焊接、熔煉過程中原材料的有效利用，減少燒損，極大地提高了鈦合金中微量B元素添加的準(zhǔn)確性和均勻性，還解決了 B原料粉末長期儲(chǔ)存的問題，大大改善了生產(chǎn)環(huán)境，有利于潔凈化生產(chǎn)，避免了生產(chǎn)過程中B粉與空氣直接接觸的危險(xiǎn)性，降低了安全隱患。同時(shí)，本發(fā)明基于真空自耗熔煉對(duì)合金元素添加用中間合金的要求，采用真空自耗熔煉技術(shù)制備T1-B中間合金，避免了感應(yīng)熔煉等方法中間合金制備過程中坩堝材料及非真空金屬熱還原方法中氣氛對(duì)中間合金的二次污染，制得的中間合金具有粒度均勻、成分均勻、易于破碎，易于儲(chǔ)存等特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。
[0016]實(shí)施例1
[0017]將滿足GB/T2524-2002標(biāo)準(zhǔn)要求的I級(jí)以上海綿鈦和純度在99.5wt%以上的市售硼粉(200目)作為原料，按照硼1%，鈦99%的質(zhì)量百分比進(jìn)行混料，后將混好的物料置于500/3000噸的油壓機(jī)的模腔中進(jìn)行電極壓制，然后將壓制好的多塊具有圓形截面的電極組合成長度適合真空自耗熔煉的電極，通過氬弧焊機(jī)在氬氣保護(hù)下焊接在一起，最后將焊接好的自耗電極在小型真空自耗電弧爐內(nèi)進(jìn)行I次真空自耗熔煉，控制熔煉參數(shù):所用水冷銅坩堝內(nèi)徑為Φ 115mm，電流控制在1300A ;熔煉過程中真空度均控制在< 7Pa ;電壓控制在28~31V。熔煉得到的合金鑄錠在真空條件下冷卻到室溫時(shí)從水冷銅坩堝中被取出，然后車床/牛頭刨床制備成中間合金顆粒料。對(duì)顆粒料進(jìn)行了酸洗、水洗、烘干等處理即可作為中間合金使用。酸洗、水洗、烘干的目的是消除機(jī)械加工過程中帶入的污染，酸洗工藝與工業(yè)純鈦相當(dāng)(硝酸+氫氟酸)。
[0018]實(shí)施例2
[0019]將滿足GB/T2524-2002標(biāo)準(zhǔn)要求的I級(jí)以上海綿鈦和純度在99.5wt%以上的市售硼粉(200目)作為原料，按照硼5%，鈦95%的質(zhì)量百分比進(jìn)行混料，后將混好的物料置于500/3000噸的油壓機(jī)的模腔中進(jìn)行電極壓制，然后將壓制好的多塊具有圓形截面的電極組合成長度適合真空自耗熔煉的電極，通過氬弧焊機(jī)在氬氣保護(hù)下焊接在一起，最后將焊接好的自耗電極在小型真空自耗電弧爐內(nèi)進(jìn)行I次真空自耗熔煉，控制熔煉參數(shù):所用水冷銅坩堝內(nèi)徑為Φ 165mm，電流2400A ;熔煉過程中真空度均控制在< 7Pa ；電壓控制在28-31V ;熔煉完成后鑄錠在真空條件下冷卻到室溫出爐。然后車床/牛頭刨床制備成中間合金顆粒料。對(duì)顆粒料進(jìn)行了酸洗、水洗、烘干等處理即可作為中間合金使用。酸洗、水洗、烘干的目的是消除機(jī)械加工過程中帶入的污染，酸洗工藝與工業(yè)純鈦相當(dāng)(硝酸+氫氟酸)。
[0020]實(shí)施例3
[0021]將滿足GB/T2524-2002標(biāo)準(zhǔn)要求的I級(jí)以上海綿鈦和純度在99.5wt%以上的市售硼粉(200目)作為原料，按照硼10%，鈦90%的質(zhì)量百分比進(jìn)行混料，后將混好的物料置于500/3000噸的油壓機(jī)的模腔中進(jìn)行電極壓制，然后將壓制好的多塊具有圓形截面的電極組合成長度適合真空自耗熔煉的電極，通過氬弧焊機(jī)在氬氣保護(hù)下焊接在一起，最后將焊接好的自耗電極在小型真空自耗電弧爐內(nèi)進(jìn)行I次真空自耗熔煉，控制熔煉參數(shù):所用水冷銅坩堝內(nèi)徑為Φ225πιπι，電流3500Α ;熔煉過程中真空度均控制在< 7Pa ;電壓控制在28-31V ;熔煉完成后鑄錠在真空條件下冷卻到室溫出爐。然后用錘式破碎機(jī)制備成中間合金顆粒料。對(duì)顆粒料進(jìn)行了酸洗、水洗、烘干等處理即可作為中間合金使用。酸洗、水洗、烘干的目的是消除機(jī)械加工過程中帶入的污染，酸洗工藝與工業(yè)純鈦相當(dāng)(硝酸+氫氟酸)。
[0022]在以上實(shí)施例中，由于硼粉比例的增加，用粉量就會(huì)增加，為避免粉料由于不能得到海綿鈦有效包裹帶來的過多損失，因此，通過增加錠型(即坩堝內(nèi)徑)的方法來解決。
[0023]實(shí)施例所得合金的化學(xué)分析結(jié)果:見下表1
[0024]表1T1-B中間合金化學(xué)分析結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種T1-B中間合金，其特征在于其原料組成以質(zhì)量百分比計(jì)為: 硼I~10%，其余為鈦。
2.按照權(quán)利要求1所述的T1-B中間合金的制備方法，其特征是:采用真空自耗熔煉技術(shù)將按比例壓制成電極的海綿鈦和硼粉熔煉成T1-B中間合金。
3.按照權(quán)利要求2所述的T1-B中間合金的制備方法，其特征是:所述硼粉純度在99.5wt% 以上。
4.按照權(quán)利要求2所述的T1-B中間合金的制備方法，其特征是:所述真空自耗熔煉只進(jìn)行一次。
5.按照權(quán)利要求2所述的T1-B中間合金的制備方法，其特征是:所述真空自耗熔煉后得到的鑄錠需在真空條件下冷卻到室溫后取出。
【文檔編號(hào)】C22C14/00GK103572095SQ201310472602
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】劉彥昌, 袁紅軍, 王益, 湯全樂, 胡革全 申請(qǐng)人:寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司