專利名稱：鈦或鈦合金熔液脫氧凈化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈦或鈦合金熔液脫氧凈化的方法，屬金屬凈化處理工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于鈦的熔點(diǎn)高，且其化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，在熔煉時(shí)，幾乎與所用坩堝耐火材料如氧化鋯、氧化鎂、氧化硅等均能發(fā)生反應(yīng)，因此不適合用感應(yīng)爐熔煉。目前在工業(yè)上，鈦及鈦合金的熔煉常采用真空自耗電極電弧凝殼爐熔煉和強(qiáng)制水冷銅坩堝冷卻，熔煉時(shí)先在銅坩堝壁上凝固形成一個(gè)薄層“凝殼”，起到保護(hù)鈦熔液，不被坩堝材料污染及隔熱的作用；由于水冷銅坩堝冷卻速度很快和形成的“凝殼”使鈦熔液溫度場不均勻，加上鈦液在液態(tài)保持時(shí)間很短，使得澆注后的鑄件成分不均勻，因而影響了鑄件的性能；另外該法的能耗很大。有人提出用氧化鈣坩堝來熔煉鈦及鈦合金，但采用氧化鈣坩堝熔煉后，鈦液中的氧含量會(huì)增加，影響其性能，因此一定要解決氧化鈣坩堝使用時(shí)的氧含量控制問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鈦或鈦合金在氧化鈣坩堝中熔煉時(shí)的熔液脫氧凈化的方法。
本發(fā)明一種鈦或鈦合金熔液脫氧凈化的方法，其特征在于往鈦或鈦合金熔液中加入稀土元素構(gòu)成的凈化劑進(jìn)行凈化處理。凈化劑由適量的稀土元素La、Ce、Nd、Pr和Y組成，各組成成分的重量百分比如下La 35～55％，Ce 25～35％，Nd 5～25％，Pr 8～10％，Y 4～5％；所述的稀土元素凈化劑的加入量為鈦或鈦合金熔液重量的0.01～0.1％；采用真空中頻感應(yīng)爐內(nèi)氧化鈣坩堝熔煉鈦或鈦合金，當(dāng)熔煉溫度達(dá)1650～1720℃時(shí)，加入上述稀土元素凈化劑，鎮(zhèn)靜20～25分鐘后澆注，得到氧含量極低的鈦或鈦合金熔液。
另外，一種鈦或鈦合金熔液脫氧凈化的方法，其特征在于往鈦或鈦合金熔液中加入稀土元素構(gòu)成的凈化劑進(jìn)行凈化處理，凈化劑由適量的稀土元素La、Ce、Nd組成，各組成成分的重量百分比如下La 50～60％，Ce 20～30％，Nd 18～22％；所述的稀土元素凈化劑的加入量為鈦或鈦合金熔液重量的0.01～0.1％；采用真空中頻感應(yīng)爐內(nèi)氧化鈣坩堝熔煉鈦或鈦合金，當(dāng)熔煉溫度達(dá)1650～1720℃時(shí)，加入上述稀土元素凈化劑，鎮(zhèn)靜20～25分鐘后澆注，得到氧含量極低的鈦或鈦合金熔液。
本發(fā)明采用了稀土凈化劑，利用稀土元素的化學(xué)活性，使其和鈦或鈦合金熔液中的氧結(jié)合，形成稀土氧化物，不僅降低了鈦或鈦合金熔液中溶解態(tài)氧的含量，從而降低氧化鈣坩堝熔煉增氧給鈦或鈦合金帶來的危害，提高鈦或鈦合金的塑性。同時(shí)，由于這些細(xì)小的稀土金屬相彌散分布在金屬晶界組織中，細(xì)化了晶粒，提高了高溫強(qiáng)度；另外，稀土元素的加入還改善了氧化膜的保護(hù)功能，提高了鈦及鈦合金的抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性及抗腐蝕性等性能。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的實(shí)施例敘述于后。
實(shí)施例1在真空中頻感應(yīng)爐內(nèi)用氧化鈣坩堝熔煉鈦鎳形狀記憶合金，當(dāng)合金熔化達(dá)1650℃時(shí)，按熔液重量0.04％的配比加入稀土合金凈化劑；稀土合金的各組成成分的重量百分比為La 35％，Ce 25％，Nd 25％，Pr 10％，Y 5％；在上述熔化溫度下保持20分鐘，然后澆注。經(jīng)測試，鈦合金液氧含量從原有的1200ppm降低至290ppm，其塑性提高20％，硬度降低5％。
實(shí)施例2在真空中頻感應(yīng)爐內(nèi)用氧化鈣坩堝熔煉Ti6Al4V合金，當(dāng)合金熔化達(dá)1700℃時(shí)，按熔液重量0.08％的配比加入稀土合金凈化劑；稀土合金的各組成成分的重量百分比為La 45％，Ce 35％，Nd 5％，Pr 10％，Y 5％；在上述熔化溫度下保持20分鐘，然后澆注。經(jīng)測試，鈦合金液氧含量從3400ppm降低至2000ppm，塑性提高了15％。
實(shí)施例3在真空中頻感應(yīng)爐內(nèi)用氧化鈣坩堝熔煉純鈦，當(dāng)純鈦熔化至1720℃時(shí)，按熔液重量0.08％的配比加入稀土合金凈化劑；稀土合金的各組成成分的重量百分比為La55％，Ce 25％，Nd 20％；在上述熔化溫度下保持20分鐘，然后澆注。經(jīng)測試，鈦液氧含量從5400ppm降低至4000ppm，且塑性有所提高。
權(quán)利要求
1.一種鈦或鈦合金熔液脫氧凈化的方法，其特征在于往鈦或鈦合金熔液中加入稀土元素構(gòu)成的凈化劑進(jìn)行凈化處理；凈化劑由適量的稀土元素La、Ce、Nd、Pr和Y組成，各組成成分的重量百分比如下La 35～55％，Ce 25～35％，Nd 5～25％，Pr 8～10％，Y 4～5％；所述的稀土元素凈化劑的加入量為鈦或鈦合金熔液重量的0.01～0.1％；采用真空中頻感應(yīng)爐內(nèi)氧化鈣坩堝熔煉鈦或鈦合金，當(dāng)熔煉溫度達(dá)1650～1720℃時(shí)，加入上述稀土元素凈化劑，鎮(zhèn)靜20～25分鐘后澆注，得到氧含量低的鈦或鈦合金熔液。
2.一種鈦或鈦合金熔液脫氧凈化的方法，其特征在于往鈦或鈦合金熔液中加入稀土元素構(gòu)成的凈化劑進(jìn)行凈化處理；凈化劑由適量的稀土元素La、Ce、Nd組成，各組成成分的重量百分比如下La 50～60％，Ce 20～30％，Nd 18～22％；所述的稀土元素凈化劑的加入量為鈦或鈦合金熔液重量的0.01～0.1％；采用真空中頻感應(yīng)爐內(nèi)氧化鈣坩堝熔煉鈦或鈦合金，當(dāng)熔煉溫度達(dá)1650～1720℃時(shí)，加入上述稀土元素凈化劑，鎮(zhèn)靜15～25分鐘后澆注，得到低氧含量的鈦或鈦合金熔液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鈦或鈦合金熔液脫氧凈化的方法，屬金屬凈化處理工藝技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用稀土元素凈化劑，對鈦或鈦合金熔液進(jìn)行脫氧凈化；稀土元素凈化劑各組成成分的重量百分比如下La 35～55％，Ce 25～35％，Nd 5～25％，Pr 8～10％，Y4～5％；所述的凈化劑的加入量為鈦金屬熔液重量的0.01～0.1％；采用真空中頻感應(yīng)爐氧化鈣坩堝熔煉鈦或鈦合金，當(dāng)熔煉溫度達(dá)1650～1720℃時(shí)，加入上述稀土元素凈化劑，鎮(zhèn)靜15～25分鐘后進(jìn)行澆注。最終得到氧含量極低的鈦或鈦合金。
文檔編號C22B34/12GK1912155SQ20061003074
公開日2007年2月14日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者毛協(xié)民, 歐陽志英, 徐東, 李重河, 朱明 , 劉宏葆, 周星, 康迪, 沈彬, 張薔, 張金龍 申請人:上海大學(xué)