一种钛添加剂及其制备方法与流程

本发明涉及钛制品技术领域，尤其涉及一种钛添加剂及其制备方法。

背景技术：

传统的钛添加剂一般使用散装海绵钛、海绵钛的压块或钛粉压块。

由于海绵钛质量参差不齐，即使是市面上质量最好的0a级海绵钛，其中含有较多的金属元素仍不能满足合金的熔炼，尤其是其气体元素o≥600ppm、n≥200ppm，c≥200ppm，在熔炼过程中很难除去，将严重影响合金的高温性能。散装海绵钛熔炼过程中挥发较大，而对海绵钛进行压块，由于海绵钛颗粒较大，很难压实，压块后密度一般＜2.8g/cm^-3，内部包裹较多空气，使用大压力的话，压块容易过热吸氧，均会降低产品质量。使用钛粉作为原料的缺点是钛粉成本相对较高，最主要的是钛粉o含量一般为3000ppm左右，根本无法满足稍微高端合金的熔炼要求。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的问题，本发明提出一种钛添加剂及其制备方法，所制备的钛添加剂满足镍基合金熔炼过程中对原料钛的要求，本发明使用熔盐电解后钛晶作为原料，降低原材料中重金属和气体的含量，通过使用定制设备将其压成小块，压块后密度3.5g/cm³左右，内部几乎不包裹气体，压块也不发热。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个目的是提供一种钛添加剂的制备方法，其包括如下步骤：

步骤1)选取原材料，所述原材料为海绵钛熔盐电解后的枝状态钛晶体；

步骤2)称取预定量的原料，将原料装入模具中，装好上下模套；

步骤3)将模具中的原料枝状钛晶体压制成小块，包装，保存。

进一步地，所述原材料的纯度达到99.99％以上，通过熔盐电解将海绵钛中的重金属杂质基本除去，所述原材料中的杂质含量为：o≤200ppm，n≤20ppm，c≤20ppm。

进一步地，所述步骤2)中选取的原材料的重量为80±10克，优选为80±5克。每个压块重量接近是为了保重在合金熔炼过程中钛能均匀的分布到基体元素中。

进一步地，所述模具采用ta2材料制成，其防止模具污染及变形。

进一步地，所述模具的压制使用压力机器，压制后的小块的密度为3.0～4.0g/cm³，优选为3.3～3.7g/cm³，更优选为3.5g/cm³。

进一步地，所述包装为8～12公斤一包装，优选为10公斤一包装，充气充氩气保护。

进一步地，所述包装恒温干燥的环境中保质期为6个月。

本发明的第二个目的是提供一种任一上述的制备方法制得的钛添加剂。

本发明的第二个目的是提供一种上述钛添加剂在制备镍基合金中的应用。

进一步地，所述镍基合金采用熔炼方法制备，其采用金属镍为基体，其中在合金中，镍的含量为50wt％以上，优选为50～80wt％，钛的含量在合金中占比1-20wt％。镍基合金指的是以金属镍为基体，在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金；其中钛作为一种沉淀强化元素，主要作用是形成强化相，使合金有效强化，提高高温强度。

本发明采用上述技术方案，具有如下技术效果：

本发明使用的原材料为熔盐电解提纯后的钛晶体，具有高纯度，低气体杂质等特点；压块过程中使用的模具，与原材料接触的模具与压头部分均使用与原材料相类似的材料加工而成，压制过程中不污染小块；压块后采用抽气充氩气的保护，易于存储，其存储时间不大于6个月，存储环境恒温干燥。

附图说明

图1为本发明一实施例中用于钛添加剂制备的原料的形态图；

图2为本发明一实施例中用于钛添加剂制备的原料压块后的形态图。

具体实施方式

本发明涉及一种钛添加剂的制备方法，其包括如下步骤：选取原材料，所述原材料为海绵钛熔盐电解后的枝状态晶体；称取预定量的原料，将原料装入模具中，装好上下模套；将模具中的原料枝状钛晶体压制成小块，包装，保存。本发明还涉及上述制备方法制得的钛添加剂及其在制备镍基合金中的应用。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例为一较佳的钛添加剂的制备方法，其包括

1.选取原材料，其形态如图1所示，原材料为熔盐电解后的枝状态晶体，其纯度达到99.99％以上，通过熔盐电解将海绵钛中的重金属杂质基本除去，o≤200ppm，n≤20ppm，c≤20ppm；

2.称取80克原料重量，将物料装入模具(优选为立方形模具)中，压制设备中的模具采用ta2材料(防止模具污染及变形)制成，装好上下模套；

3.调整好压力，启动压力机器，将模具中的枝状钛晶体压制成小块，由于原材料杂质含量少，所以质地较软，不需要使用太高的压力即可将其压制成块，其压块形式如图2所示，该压块的密度为3.5g/cm³，压制过程中也不发生发热现象；

4.压制好的小块，一般10公斤一包装，充气充氩气保护即可，恒温干燥的环境中保质期为6个月。

由上述实施例可知，本发明使用的原材料为熔盐电解提纯后的钛晶体，具有高纯度，低气体杂质等特点；压块过程中使用的模具，与原材料接触的模具与压头部分均使用与原材料相类似的材料加工而成，压制过程中不污染小块；压块后采用抽气充氩气的保护，易于存储；其由其制备的镍基合金性能优异。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种钛添加剂的制备方法，其包括如下步骤：选取原材料，所述原材料为海绵钛熔盐电解后的枝状态晶体；称取预定量的原料，将原料装入模具中，装好上下模套；将模具中的原料枝状钛晶体压制成小块，包装，保存。本发明还涉及上述制备方法制得的钛添加剂及其在制备镍基合金中的应用。本发明使用的原材料为熔盐电解提纯后的钛晶体，具有高纯度，低气体杂质等特点；压块过程中使用的模具，与原材料接触的模具与压头部分均使用与原材料相类似的材料加工而成，压制过程中不污染小块；压块后采用抽气充氩气的保护，易于存储；其由其制备的镍基合金性能优异。

技术研发人员：吴景晖;宋彦明;姚力军;杜全国;雷孝吕;李红洋
受保护的技术使用者：宁波创润新材料有限公司
技术研发日：2019.05.15
技术公布日：2019.08.30