[发明专利]一种Ti－Sn中间合金及其制备方法

说明书

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钛锡中间合金及其制备方法。

背景技术

钛合金中通常加了不同的合金元素，以提高合金的性能，Sn的加入可以起到强化作用，在不降低强度的同时提高塑性。随着钛合金冶炼技术的不断发展，越来越需要中间合金代替金属单质直接加入钛里进行熔炼。这主要是因为：如果在原材料选择时直接加入Sn，由于Sn的熔点低，比重大，Sn往往先熔化，易蒸发，钛熔点高，比重小，浮在Sn之上，导致出现掉块现象而使合金铸锭出现低密度夹杂和高密度夹杂，造成合金成分不均匀、不稳定。

现有的中间合金如中国专利申请号CN200310119066.4公开的Al—Sn合金、中国专利申请号CN200310119078.7的Al—Ti—Nb合金、中国专利申请号CN200310119071.5的Al—V合金等，上述中间合金均为钛合金中添加合金元素间形成中间合金或加入Ti形成中间合金，适应面较窄，对于含锡不含铝的合金第一种中间合金不适用；而对于含Sn的合金，后面几种中间合金亦不适用，而只要所冶炼的钛合金中需要添加Sn元素的，都可以用本发明的中间合金。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本、适应现代钛合金生产要求的Ti—Sn中间合金及制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种钛锡中间合金，其成分按重量百分比计：Sn 60～70％，Ti为余量。

本发明钛锡中间合金的制备方法，其包括如下步骤：

1)配料，称取原料，按重量百分比计，Sn 60～70％，Ti为余量；

2)布料、装炉，采用石墨坩埚；

3)冶炼：冶炼时充氩气保护，避免Sn挥发并压制上浮的Ti，起到搅拌作用，促使海绵钛快速熔化，易于得到成分均匀稳定的Ti—Sn中间合金；

4)冷却出炉，真空冷却，出炉。

进一步，本发明布料采用钛—锡—钛夹层方式装炉。

本发明的石墨坩埚采用高纯石墨坩埚。

又，本发明方法出炉后再进行精整、破碎、精选，用砂轮机磨去浮渣和氧化膜，用颚式破碎机破碎至Φ5mm粒度(一般为0.25～5mm)，然后经磁选、人工挑选，除去杂质。

以本发明Ti—Sn二元合金方式加入，可避免单纯的分别加入金属单质的繁琐性，可以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出现掉块现象而使合金铸锭出现低密度夹杂和高密度夹杂，易于控制铸锭成份均匀性和稳定性。

本发明的有益效果：

1.便于钛合金的制备。本发明Ti—Sn中间合金熔点比各金属单质中最高熔点低；且避免了两种单质熔点相差过大而导致的冶炼问题、均匀性问题等(Sn的熔点为231.9℃，Ti的熔点为1660℃)。采用本发明Ti—Sn中间合金制备钛合金时，将所需的合金元素以中间合金方式加入，利用真空自耗炉进行熔炼时避免了由于金属单质熔点不一致出现掉块现象而使合金铸锭出现低密度夹杂和高密度夹杂，易于钛合金的制备。

2.成本低。本发明加工过程简单易行，不需要特殊设备，生产成本低、易操作，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，以中间合金的形式加入海绵钛中，使钛合金铸锭冶炼成分均匀，不容易发生元素偏析现象。

4.易破碎。本发明中间合金的结晶状态特殊，很容易破碎，降低了钛合金制备成本。

具体实施方式

实施例1：

冶炼利用常规真空感应炉，采用石墨坩埚，充氩避蒸压浮的方法进行：原料经清洗、烘干、按所述重量百分比配料、布料装炉、冶炼、真空冷却、出炉、称重、精整、破碎、精选、取样分析、包装。

具体制备过程如下：

清洗：将锡块进行清洗；

烘干：将原材料低于80℃烘干不少于8小时；

称取原料：Sn60～70％，Ti为余量；

布料装炉：原材料采用钛—锡—钛夹层方式装炉(石墨坩埚)；

冶炼：冶炼时，真空度≤10^-3乇(0.15Pa)；漏气率≤25μ.l/s，充氩至冶炼结束；冶炼为常规冶炼；

真空冷却出炉：为防止氧化，真空冷却好后出炉；

精整、破碎、精选：用砂轮机磨去浮渣和氧化膜，用颚式破碎机破碎至Φ5mm粒度(一般为0.25～5mm)，然后经磁选、人工挑选，除去杂质。

取样分析：经化验分析结果为：Sn：64.3％，Ti：34.9％，不可避免的杂质元素含量不超过1％，如Fe：0.05％，O：0.23％；

包装：产品经化验合格后，包装好装入包装桶内，密封。