专利名称：一种铝钛硼中间合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及钛合金的制备，具体地说是一种用于钛合金制备的铝钛硼(铝基)中间合金及其制备方法。
背景技术：
随着钛合金的不断发展，越来越需要中间合金直接加入钛里进行熔炼，避免了单纯的分别加入金属单质的繁琐性，且钒基中间合金熔点比各金属单质中最高的熔点低；如AlTiB合金熔点为770℃，而B熔点为2390℃，使钛合金的制备熔炼过程稳定，避免了由于金属单质熔点不一致，所施加的熔炼电流忽高忽低，不容易控制的现象。现有的一种用钛合金熔炼的铝钛稀土化合物型中间合金(专利申请号94112628.5)，其抗氧化性能较好，但其成本较高，并且适应面较窄(用于单纯稀土型钛合金的熔炼)，不能满足现代钛合金生产多样化的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、适应于现代钛合金生产要求的铝钛硼中间合金及其制备(冶炼)方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种铝钛硼中间合金，按重量百分比计合金组成为，B 1.0～3.0％，Ti2.0～7.0％，Al为余量。
较佳的合金组成为，B 1.2％，Ti 5.0％，Al为余量。
铝钛硼中间合金的制备方法为采用炉外点火冶炼法，按常规步骤操作，配料重量组成以Al为1kg计，TiO20.092～0.22kg，H3BO30.076～0.196kg，CaF20.1～0.15kg，KClO30.5～0.6kg；原料装炉温度为30～60℃(最好为35～45℃)，反应平稳，合金形成好；原料烘干温度一般为70～80℃，烘干时间不少于24小时。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果1.便于钛合金的制备。本发明铝基中间合金熔点比各金属单质中最高的熔点低(如AlTiB合金熔点为770℃，而B熔点为2390℃)；采用本发明铝基系列中间合金制备钛合金，可以以合金包的形式加入海绵钛中，用真空自耗电弧炉熔炼钛合金电流易控制，电损耗小，成本低，方便了钛合金的制备。
2.成本低。以金属单质为原料生产的中间合金，生产过程复杂，生产成本高；本发明加工过程简单易行，不需特殊设备本发明以金属氧化物为原料，生产成本低、易操作，冶炼过程反应平稳，合金形成好。
3.合金化均匀。本发明生产的中间合金，因其合金化均匀，以合金包的形式加入海绵钛中，使钛合金铸锭不容易发生元素偏稀现象。
4.抗氧化性能好，易于存储和运输。由于金属单质在空气中易氧化，因而以金属单质直接加入海绵钛中，会使钛合金铸锭中容易产生氧化物夹杂等冶金缺陷；而本发明中间合金抗氧化性能好，在空气中不易氧化，塑料编织袋和内衬塑料袋包装即可，易于存储和运输。
5.韧性好。本发明是以铝为基体的金属型化合物，具有韧性好、易加工的特点，缩短了钛合金的生产过程，降低了生产成本。
具体实施例方式
本发明是在铝的基础上，适当的加入主要成份Ti、B元素，通过现有的设备，冶金工艺就可以获得新型中间合金，下面通过实施例详述本发明。
实施例1.
采用炉外点火冶炼法按常规步骤进行，原料经烘干、砌炉，按所述重量百分比配料，均匀混料、装炉、冶炼、冷却、启炉、称重、精整、破碎、磁选、取样分析、包装。
具体制备过程如下1.原料烘干将原料、砌炉渣、配料渣在温度75℃(可以为75±5℃)的烘干室中烘干时间24小时(可以为24～72小时)；2.称取原料配料时以氯酸钾为催化剂(加入重量为原料总量的10～35％)Al TiO2H3BO3CaF2KClO31kg 0.20kg 0.087kg 0.1kg 0.5kg3.混料将料装入V型混料器中，混均匀，次数6次；4.冷却将混合好的原料冷却至40℃(可以为35～45℃)；5.装炉将冷却好的原料装入冶炼炉(石墨内衬炉)中；6.点火用点燃的镁屑放入冶炼炉内，点火开始反应；7.记录记录反应时间为26秒；冶炼过程反应激烈，反应过程中一直溅火花；8.冷却空气中冷却24小时(最好为48小时以上)，最好为炉内冷却；9.启炉从冶炼炉中取出合金锭；10.精整用砂轮机磨去渣层和氧化膜；11.破碎、磁选用颚式破碎机破碎至φ6mm粒度(一般为0.25～6.0mm)，然后磁选、人工挑选，除去铁等杂质；12.取样化验分析经化验分析结果为Al 93.5％，Ti 5.00％，B 1.2％；13、包装产品经化验合格后，包装好装入包装桶内。
合金应用性能上述合金加入钛中可以增加α和β、α+β相所具有的性能；与现有钛合金冶炼通常采用的铝钛硼合金相比，本发明合金更符合合金中各元素要求的重量百分比，合金化更均匀，杂质O含量低。
实施例2～5.按实施例1方法操作，与实施例1不同之处见表1。
表1.铝钛硼合金反应体系
权利要求
1.一种铝钛硼中间合金，其特征在于按重量百分比计合金组成为，B 1.0～3.0％，Ti 2.0～7.0％，Al为余量。
2.按照权利要求1所述铝钛硼中间合金，其特征在于按重量百分比计合金组成为，B 1.2％，Ti 5.0％，Al为余量。
3.一种权利要求1所述铝钛硼中间合金的制备方法，其特征在于采用炉外点火冶炼法，按常规步骤操作，配料重量组成以Al为1kg计，TiO20.092～0.22kg，H3BO30.076～0.196kg，CaF20.1～0.15kg，KClO30.5～0.6kg；原料装炉温度为30～60℃。
4.按照权利要求3所述铝钛硼中间合金的制备方法，其特征在于所述原料装炉温度为35～45℃。
5.按照权利要求3所述铝钛硼中间合金的制备方法，其特征在于原料烘干温度为70～80℃，烘干时间不少于24小时。
6.按照权利要求5所述铝钛硼中间合金的制备方法，其特征在于烘干时间不少于48小时。
全文摘要
本发明涉及钛合金的制备，具体地说是一种用于钛合金制备的铝钛硼中间合金及其制备方法，按重量百分比计合金组成为B 1.0～3.0％，Ti2.0～7.0％，Al为余量；制备过程为采用炉外点火冶炼法，按常规步骤操作，原料烘干温度为70～80℃，烘干时间不少于24小时；配料重量组成以Al为1kg计，TiO
文档编号C22C1/03GK1629345SQ20031011908
公开日2005年6月22日 申请日期2003年12月15日 优先权日2003年12月15日
发明者张忠士, 郭淑君, 田福礼 申请人:张忠士