[发明专利]一种大尺寸钛铝金属间化合物铸锭的熔炼制备方法

摘要

本发明是一种大尺寸钛铝金属间化合物铸锭的熔炼制备方法，该方法通过多次将原料在冷坩埚真空感应悬浮熔炼炉中进行熔炼，并反复浇注到较大尺寸锭模当中，通过液态金属液与锭模中凝固合金之间的扩散作用进行连接得到大尺寸铸锭。该方法充分利用了感应悬浮熔炼技术，能够得到成分均匀、纯度高的合金；并克服了悬浮感应熔炼技术对原料体积的限制，利用高温液态金属与固态金属的扩散作用制备出大尺寸合金铸锭；通过多次少量的反复浇注，金属液在大直径锭模中摊薄，在冷却过程中均匀收缩，从而避免了大尺寸缩孔的出现，是一种熔炼制备钛铝金属间化合物大尺寸铸锭的较佳选择。

主权项

一种大尺寸钛铝金属间化合物铸锭的熔炼制备方法，所述钛铝金属间化合物为TiAl合金、Ti3Al合金和Ti2AlNb合金，铸锭直径超过200mm，重量超过80Kg，设备采用水冷铜钳锅真空感应熔炼炉，其特征在于：该方法的步骤如下：⑴称科按照钛铝金属间化合物的成分配比，称取海绵钛、铝豆或铝块，及单质元素、中间合金或单质元素加中间合金，按种类分别装在不同的容器中备用；海绵钛的纯度是A级或0A级；铝豆或铝块中纯铝的质量分数不小于99.99％；单质元素是指Nb、Cr、W、Mo、Mn、Ta、Er、Ni或B中的一种或几种；中间合金是指AlNb合金、AlMo合金、AlMn合金、AlSi合金、AlV合金、AlY合金、AlEr合金、TiSn合金、TiNb合金或TiB2合金中的一种或几种；⑵装炉将分瓣锭模放到炉膛浇注位置，然后在坩埚当中放入凝壳，再将步骤⑴所称原料装入坩埚内；所述凝壳的材料是与所制备合金具有相同成分的合金；⑶关闭炉门后抽真空，抽真空按以下两种方式之一完成：3.1 抽真空度达到1Pa以下,回填氩气或氦气至300～30000Pa进行熔炼；3.2 抽真空度达到10Pa以下后回填氩气或氦气，然后再次抽真空到10Pa以下后回填氩气或氦气，反复进行1～5次以降低炉内氧、氮等气体元素含量,回填氩气或氦气至300～30000Pa进行熔炼；⑷熔炼熔炼开始后，首先以20～100KW的功率对原料烘烤1～5分钟，然后提高功率至原料周围出现红热后保温2～10分钟，直至坩埚内原料中心部位红透，再次提高功率至原料周围出现液滴后保温1～10分钟，此时原料逐渐熔化，待原料完全熔化后提高功率，使熔体温度达到合金熔点以上20～100℃，并保温1～20分钟，悬浮的熔体在电磁搅拌作用下实现成分均匀；⑸将金属熔液浇注到锭模中，冷却1～5个小时；⑹冷却到时后开炉门，重复上述步骤⑴～⑸，直至锭模中的合金重量满足要求，冷却至150℃以下，打开炉门，启开锭模，得到大尺寸铸锭。