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本发明针对高熔点钛合金熔炼时易出现成分不均匀的问题,通过优化配方(含钛、铜、铁、钨等元素)及制备工艺(粉末筛分、干混、钛壳封装、氢气保护烧结等),有效解决了高熔点元素与钛的熔炼均匀性难题,实现了合金成分稳定、密度均匀的高质量制备。
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。钨、钼、铌、钽、钒、锆,铼等元素可以与钛无限固融制成合金,但目前该类合金普遍存在一定质量问题,因为这些元素比钛的熔点高,且密度大,因此在熔炼制备铸锭时长出现不均匀等现象。
一种高熔点钛合金,由以下质量分数配方成分组成:海绵钛颗粒30~45份、铜粉末10~15份、铁粉末10~15份、钨粉末5~8份、钼粉末5~8份、铌粉末5~6份、钽粉末3~5份、钒粉末3~4份、锆粉末1~2份,铼粉末1~2份和铪粉末1~2份。
进一步,由以下质量分数配方成分组成:海绵钛颗粒30份、铜粉末10份、铁粉末10份、钨粉末5份、钼粉末5份、铌粉末5份、钽粉末3份、钒粉末3份、锆粉末1份,铼粉末1份和铪粉末1份。
进一步,由以下质量分数配方成分组成:海绵钛颗粒45份、铜粉末15份、铁粉末15份、钨粉末8份、钼粉末8份、铌粉末6份、钽粉末5份、钒粉末4份、锆粉末2份,铼粉末2份和铪粉末2份。
进一步,由以下质量分数配方成分组成:海绵钛颗粒40份、铜粉末12份、铁粉末12份、钨粉末7份、钼粉末6份、铌粉末5份、钽粉末4份、钒粉末3份、锆粉末2份,铼粉末1份和铪粉末2份。
步骤二,使用200目的筛子过滤铜粉末、铁粉末、钨粉末、钼粉末、铌粉末、钽粉末、钒粉末、锆粉末,铼粉末和铪粉末,得到直径合格的金属粉末;
步骤三,将海绵钛颗粒与金属粉末进行干混,干混时间5~6小时,获得混合物1;
步骤四,将混合物压制成合金体1,并在合金体1外包括一层钛壳,所述钛壳的厚度为0.5~1mm,获得合金体2;
步骤五,将自耗电极电弧熔炼炉合金体2进行熔炼,熔炼电压为26~40v,获得合金体2。
步骤六,合金体2在管式炉氢气保护气氛下烧结,烧结氢气压力为0.7~0.8MPa,以3℃/min的升温速度加热到600℃后保温1h,然后以3℃/min的升温速度加热至940℃进行保温烧结4h,然后断电,在不断保护气氛的条件下,随炉水冷却到样品区温度低于200℃后样品出炉,获得合金体3;
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种高熔点钛合金,由以下质量分数配方成分组成:海绵钛颗粒30~45份、铜粉末10~15份、铁粉末10~15份、钨粉末5~8份、钼粉末5~8份、铌粉末5~6份、钽粉末3~5份、钒粉末3~4份、锆粉末1~2份,铼粉末1~2份和铪粉末1~2份。
一种高熔点钛合金,由以下质量分数配方成分组成:海绵钛颗粒30份、铜粉末10份、铁粉末10份、钨粉末5份、钼粉末5份、铌粉末5份、钽粉末3份、钒粉末3份、锆粉末1份,铼粉末1份和铪粉末1份。
一种高熔点钛合金,由以下质量分数配方成分组成:海绵钛颗粒45份、铜粉末15份、铁粉末15份、钨粉末8份、钼粉末8份、铌粉末6份、钽粉末5份、钒粉末4份、锆粉末2份,铼粉末2份和铪粉末2份。
一种高熔点钛合金,由以下质量分数配方成分组成:海绵钛颗粒40份、铜粉末12份、铁粉末12份、钨粉末7份、钼粉末6份、铌粉末5份、钽粉末4份、钒粉末3份、锆粉末2份,铼粉末1份和铪粉末2份。
步骤二,使用200目的筛子过滤铜粉末、铁粉末、钨粉末、钼粉末、铌粉末、钽粉末、钒粉末、锆粉末,铼粉末和铪粉末,得到直径合格的金属粉末;
步骤三,将海绵钛颗粒与金属粉末进行干混,干混时间5~6小时,获得混合物1;
步骤四,将混合物压制成合金体1,并在合金体1外包括一层钛壳,所述钛壳的厚度为0.5~1mm,获得合金体2;
步骤五,将自耗电极电弧熔炼炉合金体2进行熔炼,熔炼电压为26~40v,获得合金体2。
步骤六,合金体2在管式炉氢气保护气氛下烧结,烧结氢气压力为0.7~0.8MPa,以3℃/min的升温速度加热到600℃后保温1h,然后以3℃/min的升温速度加热至940℃进行保温烧结4h,然后断电,在不断保护气氛的条件下,随炉水冷却到样品区温度低于200℃后样品出炉,获得合金体3;
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
针对现有钛合金中间合金成本高、适应性差的问题,提出一种铝钼硅中间合金及其制备方法。通过以Al为基体,添加Mo和Si元素,采用炉外点火冶炼法,以氧化物为原料,解决了金属单质熔点差异大导致的熔炼不...
针对现有钛合金中间合金成本高、适用性差的问题,提出一种Sn含量45-55%的铝锡中间合金及其制备方法。通过炉外点火冶炼法,以SnO₂、CaF₂、KClO₃等为原料,在控制温度和配比条件下制备合...
针对钛合金制备中金属单质熔点差异大、成本高及适应性差的问题,提出一种以铝为基体的铝钒钼铁中间合金及其制备方法。通过采用炉外点火冶炼法,以金属氧化物为原料,优化V、Mo、Fe配比(26-29%V...
针对现有钛合金中间合金成本高、适应性差及熔炼过程不稳定的问题,提出一种铝钼钒(AlMoV)中间合金及其制备方法。通过采用氧化物原料(如V₂O₅、MoO₃)和炉外点火冶炼工艺,优化合金成分(Al...
针对现有钛合金中间合金成本高、适应性差的问题,提出一种铝钛硼中间合金及其制备方法。通过优化B(1.0-3.0%)和Ti(2.0-7.0%)的配比,采用炉外点火冶炼法以Al为基体,利用TiO₂、...
针对现有钛合金中间合金成本高、适应性差的问题,提出一种铝铌钽(AlNbTa)中间合金及其制备方法。通过优化合金配比(Al19-28%、Ta23-27%、Nb余量)和采用炉外点火冶炼法,以氧化物...
针对现有钛合金中间合金成本高、适应性差及熔点不一致导致熔炼控制困难的问题,提出一种以钼为基体的铝钼钒铁中间合金,通过添加Al、V、Fe元素并采用炉外点火冶炼法,实现合金熔点降低、成分均匀、抗氧...
针对现有钛合金中间合金成本高、适应性差的问题,提出一种铝钛铌中间合金及其制备方法。通过采用炉外点火冶炼法,以氧化物为原料,优化合金组分(Al 2-10%、Ti 3-30%、Nb余量),降低熔点...
针对现有钛合金中间合金成本高、适应性差及熔点不一致导致熔炼不稳定的问题,提出一种铝铌中间合金及其制备方法。通过以Nb₂O₅为原料,采用炉外点火冶炼法,以Al、CaF₂、KClO₃为配料,在特定...
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