RU2031174C1 - Способ производства слитков титановых сплавов - Google Patents
Способ производства слитков титановых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031174C1 RU2031174C1 SU914934326A SU4934326A RU2031174C1 RU 2031174 C1 RU2031174 C1 RU 2031174C1 SU 914934326 A SU914934326 A SU 914934326A SU 4934326 A SU4934326 A SU 4934326A RU 2031174 C1 RU2031174 C1 RU 2031174C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium dioxide
- titanium alloy
- aluminum
- electrode
- alloy ingots
- Prior art date
Links
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 14
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910003077 Ti−O Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007133 aluminothermic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способу легирования титановых сплавов кислородом при выплавке слитков вакуумным дуговым переплавом с расходуемым электродом в кристаллизаторе. Способ производства слитков титановых сплавов, включающий подготовку шихты прессованием расходуемых электродов с введением в каждую порцию шихты при прессовании электрода двуокиси титана и алюминия и переплав электродов, причем используемые компоненты берут фракции минус 2 мм в соотношении двуокись титана 15 - 20 мас.%, алюминий - остальное. Компоненты тщательно перемешивают и вводят в каждую порцию шихты при прессовании расходуемого электрода. 1 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу легирования титановых сплавов кислородом при выплавке слитков методом вакуумного дугового переплава с расходуемым электродом.
Известна лигатура для производства титановых сплавов, содержащая алюминий, кислород и титан и способ введения указанной лигатуры в шихту при ВДП слитков титановых сплавов с целью легирования их кислородом.
Недостатком прототипа является необходимость предварительной выплавки лигатуры методом ВДП с расходуемым электродом и разделения лигатуры на заданные фракции, что увеличивает расход металла, электроэнергии, повышает трудоемкость процесса.
Изобретение направлено на решение ряда задач: экономию металла, электроэнергии и снижение трудоемкости процесса за счет исключения операции вакуумного дугового переплава слитков лигатуры и дробления этих слитков и кусков лигатуры до заданной фракции.
Это достигается тем, что в способе производства слитков титановых сплавов, включающем подготовку шихты, прессование расходуемых электродов с введением в каждую порцию шихты при прессовании электрода двуокиси титана и алюминия и переплав электродов, используемые компоненты берут фракции (-2) мм в соотношении: двуокись титана 15...20%; алюминий - остальное и перед вводом в порцию шихты их перемешивают.
Использование шихтовых материалов фракции (-2) мм необходимо для обеспечения протекания алюминотермической реакции восстановления алюминия и титана из двуокиси титана. Нижний предел крупности шихтовых материалов (Al и TiO2) определяется условиями пожаро- и взрывобезопасности процесса и составляет, согласно действующим нормативам, десятки микрон.
Содержание алюминия 80% и двуокиси титана 20% определяется термичностью процесса восстановления TiO2. При этом содержании алюминия выделяется необходимое количество тепла, обеспечивающее получение требуемого состава сплава системы Al-Ti-O непосредственно в прессованном электроде при его сплавлении методом ВДП. Реакция восстановления начинается при расплавлении алюминия и его перегреве до температуры выше 90оС. Такая температура при ВДП прессованного электрода существует на определенном расстоянии от оплавляемого торца. Таким образом реакция восстановления и образования лигатуры проходит внутри прессованного электрода. На оплавляемом торце электрода лигатура с заданными физическими параметрами, необходимыми для получения бездефектного металла (температура плавления и плотность должны быть ниже, чем данные параметры для расплавленного титанового сплава).
Содержание алюминия 85% и двуокиси титана 15% определяется составом лигатуры, обеспечивающим заданную температуpу плавления и плотность лигатуры, а также оптимальностью порции вводимой лигатуры.
При пониженном содержании алюминия не обеспечивается требуемая термичность процесса. При содержании алюминия более 85% и двуокиси титана менее 15% значительно необоснованно возрастает масса порции вводимой лигатуры, что не технологично. При содержании двуокиси титана более 20% и алюминия меньше 80% могут возникнуть тугоплавкие газонасыщенные включения, приводящие к дефектам в слитках.
Использование изобретения позволит снизить трудоемкость процесса выплавки слитков и повысить его производительность за счет исключения операций предварительной выплавки лигатуры методом вакуумного дугового переплава и разделения лигатуры на куски. При этом существенно экономится сырье: дефицитный губчатый титан и электроэнергия. Качество слитков, полученных предлагаемым способом, полностью соответствует требованиям действующих ТУ и ОСТ.
Реализацию предложенного способа осуществляли в промышленных условиях плавильно-литейного завода ВСМПО. Производили выплавку двойным вакуумным дуговым переплавом слитков диаметром 440 мм и массой 600 кг сплава ВТ6 с дополнительным легированием каждого cлитка 0,05 мас.%. кислорода. Расходуемые электроды диаметром 260 мм и массой по 300 кг прессовали из порции шихты массой 15 кг. В каждую порцию шихты вводили расчетное количество двуокиси титана (TiO2 и Al навешивали раздельно, затем навески объединяли и тщательно смешивали. Полученную навеску упаковывали в алюминиевую фольгу и подавали в каждую порцию шихты при прессовании расходуемого электрода.
Полученные слитки обтачивали, проверяли в иммерсионном варианте наличие дефектов методом УЗК, анализировали химический состав. Из слитков изготавливали полуфабрикаты (прутки диаметром 25 мм и листы). Изучали поведение TiO2 и Al в остатках прессованных электродов специально недоплавленных при ВДП. На расстоянии 20 мм от торца обнаружена пустота (раковина), которая образовалась в зоне, где находилась порция TiO2 и Al. Вокруг раковины располагался плавленный металл - лигатура, содержащий 6-8% кислорода, 30-60% алюминия и остальное - титан.
Вверху прессованного электрода на расстоянии 80 мм от торца располагалась следующая порция TiO2 и Al, которая сохранила первоначальный прессованный вид - без каких-либо следов еë плавления. Таким образом, наглядно показано протекание реакции восстановления TiO2и образование лигатуры непосредственно внутри прессованного электрода до выхода данной порции на оплавляемый торец электрода. Данные проведеннных опытов и их результаты приведены в таблице.
Claims (1)
- СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СЛИТКОВ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ, включающий подготовку шихты, прессование расходуемых электродов с введением в каждую порцию шихты при прессовании электрода двуокиси титана и алюминия и переплав электродов, отличающийся тем, что, с целью экономии металла, электроэнергии и снижения трудоемкости, используемые компоненты берут фракции - 2 мм в соотношении, мас.%:
Двуокись титана - 15 - 20
Алюминий - Остальное
и перед вводом в порцию шихты их перемешивают.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914934326A RU2031174C1 (ru) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | Способ производства слитков титановых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914934326A RU2031174C1 (ru) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | Способ производства слитков титановых сплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2031174C1 true RU2031174C1 (ru) | 1995-03-20 |
Family
ID=21573488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU914934326A RU2031174C1 (ru) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | Способ производства слитков титановых сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2031174C1 (ru) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2148665C1 (ru) * | 1999-01-06 | 2000-05-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ изготовления слитков из некомпактных стальных отходов и устройство для прессования блоков стальных расходуемых электродов для осуществления способа |
| RU2154683C1 (ru) * | 1999-08-16 | 2000-08-20 | Государственный научный центр Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А. Бочвара | Способ получения слитков вакуумной дуговой гарнисажной плавкой |
| RU2158772C1 (ru) * | 1999-11-30 | 2000-11-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ получения слитков |
| RU2167949C1 (ru) * | 2000-06-13 | 2001-05-27 | Государственный научный центр РФ Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара | Способ получения слитков из сплавов на основе ванадия с титаном и хромом вакуумной дуговой гарнисажной плавкой |
| RU2241772C1 (ru) * | 2003-03-28 | 2004-12-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ вакуумного дугового переплава |
| RU2302475C2 (ru) * | 2005-08-30 | 2007-07-10 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) | Способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов вакуумной дуговой гарнисажной плавкой |
| RU2691445C1 (ru) * | 2017-12-25 | 2019-06-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Способ получения сплава на основе ванадия с добавлением Ti и Cr в вакуумной дуговой печи |
-
1991
- 1991-05-07 RU SU914934326A patent/RU2031174C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Технологическая инструкция ТИ-Ц32-005-Л-87. Плавление слитков титановых сплавов, ВСМПО. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2148665C1 (ru) * | 1999-01-06 | 2000-05-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ изготовления слитков из некомпактных стальных отходов и устройство для прессования блоков стальных расходуемых электродов для осуществления способа |
| RU2154683C1 (ru) * | 1999-08-16 | 2000-08-20 | Государственный научный центр Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А. Бочвара | Способ получения слитков вакуумной дуговой гарнисажной плавкой |
| RU2158772C1 (ru) * | 1999-11-30 | 2000-11-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ получения слитков |
| RU2167949C1 (ru) * | 2000-06-13 | 2001-05-27 | Государственный научный центр РФ Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара | Способ получения слитков из сплавов на основе ванадия с титаном и хромом вакуумной дуговой гарнисажной плавкой |
| RU2241772C1 (ru) * | 2003-03-28 | 2004-12-10 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Способ вакуумного дугового переплава |
| RU2302475C2 (ru) * | 2005-08-30 | 2007-07-10 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) | Способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов вакуумной дуговой гарнисажной плавкой |
| RU2691445C1 (ru) * | 2017-12-25 | 2019-06-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Способ получения сплава на основе ванадия с добавлением Ti и Cr в вакуумной дуговой печи |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2031174C1 (ru) | Способ производства слитков титановых сплавов | |
| US3551137A (en) | Flux for electroslag consumable remelting of nickel base super alloys and certain iron base alloys | |
| US4684506A (en) | Master alloy for the production of titanium-based alloys and method for producing the master alloy | |
| US4169722A (en) | Aluminothermic process | |
| GB1564257A (en) | Manufacture of reactive metal alloys | |
| WO1997049837A1 (en) | Processing of electroslag refined metal | |
| US3625676A (en) | Vanadium-aluminum-titanium master alloys | |
| EP2038442A1 (en) | Method for producing metal alloy and intermetallic powders | |
| RU2697122C1 (ru) | Способы получения танталовых сплавов и ниобиевых сплавов | |
| US2680681A (en) | Preparation of titanium slag composition | |
| RU2010881C1 (ru) | Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов | |
| US2930690A (en) | Production of aluminum containing iron base alloys | |
| US3875990A (en) | Methods of producing large steel ingots | |
| US5769922A (en) | Method for producing vanadium-aluminum-ruthenium master alloys and master alloy compositions | |
| CN113943877A (zh) | 一种Ti6242s合金铸锭的制备方法 | |
| RU2196843C2 (ru) | Способ печной выплавки ферротитана из окислов титана | |
| RU2344989C2 (ru) | Алюминиевый порошковый материал и способ его получения | |
| RU2167949C1 (ru) | Способ получения слитков из сплавов на основе ванадия с титаном и хромом вакуумной дуговой гарнисажной плавкой | |
| JPS58133338A (ja) | チタン族金属またはその合金の溶解法 | |
| RU2032754C1 (ru) | Способ производства вальца | |
| RU2796507C1 (ru) | Способ получения лигатуры цирконий-ниобий | |
| CN112143920A (zh) | 一种5087铝合金焊丝线坯的生产方法 | |
| RU2171301C2 (ru) | Способ извлечения драгоценных металлов, в частности серебра, из отходов | |
| CN120790901B (zh) | 一种含钡铸造镁合金及其制备方法和应用 | |
| RU2048274C1 (ru) | Способ изготовления комбинированного расходуемого электрода для вакуумно-дуговой плавки |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20090508 |