[发明专利]合金的熔化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造金属合金的方法。

背景技术

在所使用的原料组分具有很大的熔点差异时，对金属合金的制造要求 特别高。在这种情况下，如果调节对其他的组分的熔化所需的温度，那么 会使得具有较低熔点的这种原料组分蒸发。

由现有技术已知多种方法，其将具有较高熔点的固体材料引入到具有 较低熔点的熔液材料中。于是具有较高熔点的材料慢慢地被熔液耗尽。该 过程持续时间很长并因此费用高。此外，具有较低熔点的材料保持在高温 下很长时间，这促进蒸发。

一个可替代的方法是共同地压制相应的金属粉末并且接下来烧结压制 体。该方法基于碾磨和烧结所需的能量固然是不利的。

DE69216171T2描述了一种用于熔化铝化钛合金的方法，在该方法中在 氧化钙陶瓷坩埚中进行熔化期间应使合金的氧吸收量最小化。为了实现此 目的，给合金添加铌。在此所述的方法规定，首先尤其熔化组分铝和铌。 然后将钛加入熔液中。还描述了一个可替代的方法，在其中将固体形式的 原料金属加入到坩埚中。对此钛作为固体材料被加入其他组分。因此应实 现这样的效果，即，钛最后被熔化并因此仅暴露在陶瓷坩埚中非常短的时 间。填料通过如感应加热器、等离子加热器或电阻加热器这样的传统方法 加热。在该文献中描述的方法在正常压力下工作并且必要时在如氩气这样 的保护气体下工作。在正常压力下钛的熔点大约为1660℃，铝的熔点仅为 660℃。因此，铝首先熔化。但是铝在2470℃时才沸腾。因此，在此不存 在低熔点材料被蒸发的问题。由此制成的合金的氧含量明显超过400ppm。

少的氧含量对合金的延展性起有利的作用。根据本发明应通过在真空 中熔化合金来实现较少的氧含量。但是在真空中加工具有很大熔点差异的 金属是存在问题的。根据自然规律，在真空中物质的沸点比熔点下降得更 快。由此具有较低熔点的金属的沸点回退得接近于待制造的合金的所需的 熔化温度。该效果越明显，压力越小。因此在制造合金时蒸发损失随着压 力降低而升高。同时，考虑到挥发性杂质的情况下纯度提高并且氧含量整 体上减小。

一个特别的优点是，在真空熔化方法中还可添加包含杂质的原料。杂 质最终在熔液中由于真空可被去除。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种方法，该方法能够制造具有至少两种 金属的金属合金，该至少两种金属具有很大的熔点差异。该方法应能够使 用带有杂质的原料组分(例如回收的金属)并且在蒸发损失很小的情况下 可获得具有高纯度的金属合金。

本发明实现了该目的。

本发明的方法是用于制造尤其可用作中间合金的金属合金的方法。合 金包含至少两种金属作为原料组分。该方法包括以下步骤：

a.在坩埚中提供第一金属或第一金属合金的固体，

b.将第二金属添加在坩埚中的固体上，

c.熔化第二金属，

其中，第二金属的熔点高于第一金属或者第一金属合金的熔点，并且 至少第二金属在真空中进行熔化。为了获得所期望的合金，还再次熔化固 体。但是第一金属或者第一金属合金仅短暂地处于熔化状态，这明显降低 了蒸发损失。提供固体可以是提供多于一种固体。

第一金属作为固体存在，因为第二金属通常比第一金属具有更高的密 度。如果第二金属被施加到第一金属的熔液上，则第二金属会下沉并且不 会产生根据本发明的成效。

金属合金优选在真空中熔化。真空理解为绝对压力小于1bar，优选小 于100mbar，进一步优选小于10mbar，更加优选小于1mbar并且特别优选 小于0.01mbar。当然，该方法也可在其他的压力下进行。由于蒸发问题加 重，本发明的特别的优点在真空中特别显著。

优选地，从上面进行供热。优选地在使用电子束枪的情况下进行供热。 虽然也可考虑其他的热源，尤其是能够从上面供热的这种热源；但是电子 束枪提供的优点是，在第二金属位于固体上时，电子束枪可特别好地聚焦 到第二金属上。

由于从上面进行供热，位于第一金属或者第一金属合金上的第二金属 被强化地加热。第二金属因此比位于其下的第一金属提前达到对于其熔化 所需的高温。由此抑制了第一金属或者第一金属合金的蒸发。在特别优选 的实施方式中冷却固体。