[go: up one dir, main page]

RU2763465C2 - Титановая лигатура для сплавов на основе ti-al - Google Patents

Титановая лигатура для сплавов на основе ti-al Download PDF

Info

Publication number
RU2763465C2
RU2763465C2 RU2019125198A RU2019125198A RU2763465C2 RU 2763465 C2 RU2763465 C2 RU 2763465C2 RU 2019125198 A RU2019125198 A RU 2019125198A RU 2019125198 A RU2019125198 A RU 2019125198A RU 2763465 C2 RU2763465 C2 RU 2763465C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
titanium
cathode
anode
electrolyte
weight percent
Prior art date
Application number
RU2019125198A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2019125198A (ru
RU2019125198A3 (ru
Inventor
Джеймс Р. КОКС
Чанака Л. ДЕ АЛВИС
Бенджамин А. КОЛЕР
Майкл Г. ЛЬЮИС
Джулиана Б. КЛАК
Original Assignee
ЮНИВЕРСАЛ АКЕМЕТАЛ ТИТАНИУМ, ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЮНИВЕРСАЛ АКЕМЕТАЛ ТИТАНИУМ, ЭлЭлСи filed Critical ЮНИВЕРСАЛ АКЕМЕТАЛ ТИТАНИУМ, ЭлЭлСи
Publication of RU2019125198A publication Critical patent/RU2019125198A/ru
Publication of RU2019125198A3 publication Critical patent/RU2019125198A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2763465C2 publication Critical patent/RU2763465C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • C25C3/12—Anodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/26—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of titanium, zirconium, hafnium, tantalum or vanadium
    • C25C3/28—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of titanium, zirconium, hafnium, tantalum or vanadium of titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/36—Alloys obtained by cathodic reduction of all their ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C5/00—Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses
    • C25C5/04—Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses from melts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/007—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells of cells comprising at least a movable electrode
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/06—Operating or servicing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к вариантам способа электролитической переработки алюминидов титана с получением лигатур Ti-Al. Способ электролитической переработки алюминидов титана с получением лигатур Ti-Al включает помещение алюминида титана, содержащего более чем 10 мас.% алюминия и по меньшей мере 10 мас.% кислорода, в реактор, снабженный анодом, катодом и электролитом, содержащим галоидные соли щелочных металлов или щелочноземельных металлов или их комбинацию, нагревание электролита до температуры 500-900°C, достаточной для того, чтобы создать смесь расплавленного электролита, пропускание электрического тока от анода через смесь расплавленного электролита к катоду и растворение алюминида титана из анода для осаждения лигатуры Ti-Al на катоде, в том числе содержащей вплоть до 5мас.% алюминия. Обеспечивается получение лигатуры Ti-Al из алюминидов титана без добавления хлоридов титана или других форм растворимого титана к электролиту, содержащей галоидные соли щелочных металлов или щелочноземельных металлов или их комбинацию. 2 н. и 35 з.п. ф-лы, 9 пр.

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
1. ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет американской предварительной патентной заявки № 62/446205, поданной 13 января 2017 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки во всей его полноте.
2. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Настоящее изобретение относится к способу производства титановой лигатуры для металлических сплавов на основе Ti-Al. Сплавы на основе Ti-Al могут иметь состав Ti-(1-10) мас.% Al-X (где X=V, Sn, Fe, Nb, Mo и т.д.). Более конкретно настоящее изобретение направлено на различные способы электролитической очистки алюминидов титана для производства лигатуры Ti-(1-10) мас.% Al.
3. ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
[0003] Превосходные структурные свойства, такие как коррозионная стойкость, малый вес и высокая температура плавления, делают титан и его сплавы предпочтительным материалом для многих технических приложений.
[0004] Однако использование титана и его сплавов ограничено благодаря высокой стоимости их производства. На сегодняшний день сплавы титана производятся из титановой «губки», продукта процесса, известного как «процесс Кролля». На последующих стадиях алюминий и другие легирующие металлы должны быть добавлены к губке с использованием различных процессов плавления. Следовательно, стоимость сплавов титана является в несколько раз более высокой, чем первоначальная стоимость титана. Например, в одной публикации 2015 г. затраты на производство титана указаны как 9,00 $/кг (Ma Qian and Francis H. Froes, ed., Titanium Powder Metallurgy Science, Technology and Application (Elsevier Inc., 2015), p. 37)), тогда как стоимость Ti-Al-V составляет 17,00 $/кг.
[0005] Несмотря на стоимость производства, титан и его сплавы являются единственным выбором для многих технических приложений. 90% титана, который используется в авиакосмической промышленности, используются в виде сплавов титана. Соответственно, существует потребность в новом процессе производства сплава титана, который бы значительно уменьшал затраты.
[0006] Фундаментальная теория гласит, что Al, Mn, V и Cr не могут быть удалены из Ti с помощью электролитической очистки металлов (Rosenberg et al., Американский патент № 6309595 B1). Причина этого заключается в схожих электрических ионизационных потенциалах этих элементов. Литература демонстрирует, что на самом деле Mn, V и Cr не могут быть удалены из Ti с помощью электролитической очистки металлов, когда они присутствуют в значительном количестве (Dean et al., Американский патент № 2913378). Поскольку электрический ионизационный потенциал Al является промежуточным между потенциалами Mn и V, понятно, что Al также теоретически не может быть удален с помощью электролитической очистки металлов. Следовательно, литература не рекомендует использовать содержащий алюминий Ti в качестве материала прекурсора для электролитической очистки и рекомендует удаление Al другими средствами перед электролитической очисткой (R.S. Dean et al., Американский патент № 2909473).
[0007] Кроме того, из литературы следует, что присутствие значительного количества кислорода в материале прекурсора предотвращает эффективное выделение Al из титана. Фактически, литература гласит, что когда присутствует 5% кислорода, алюминий не может быть отделен с помощью электролитической очистки металлов (R.S. Dean et al., Американский патент № 2909473). В противоположность этому, текущие варианты осуществления настоящего изобретения требуют присутствия значительного количества кислорода (по меньшей мере 10 мас.%) в материалах, подлежащих электролитической очистке.
[0008] Кроме того, литература гласит, что важно добавлять к электролиту растворимый титан в форме хлоридов титана при его очистке (W.W. Gullet, Американский патент № 2817631 и F.J. Schultz et al., Американский патент № 2734856). Хлориды титана производятся путем карбохлорирования высокоочищенного TiO2. Следовательно, использование этих хлоридов титана еще больше увеличивает затраты на процесс очистки.
[0009] Обычные способы производства титана или титанового сплава приводят к твердым и плотным продуктам.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0010] С помощью настоящего изобретения сплавы Ti-Al (например, лигатуры) могут быть произведены напрямую, не требуя никаких легирующих стадий (например, процессов плавления), что значительно уменьшает производственные затраты по сравнению с используемыми в настоящее время способами.
[0011] В одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения эти способы обеспечивают простой и более экономичный способ производства сплавов на основе Ti-Al. При использовании одного или более вариантов осуществления настоящего изобретения эти способы не требуют добавления какого-либо растворимого титана (такого как хлориды титана) к электролиту, что тем самым дополнительно уменьшает производственные затраты. Кроме того, настоящее изобретение предлагает продукты сплава (например, лигатуры Ti-Al), которые являются облегченными и «шерстеподобными» или порошкообразными продуктами. Как подробно описано ниже в параграфе [0068], похоже, что температура и состав ванны электролита влияют на физическую форму лигатуры Ti-Al, формируемой на катоде. Температуры в диапазоне 550-650°C имеют тенденцию приводить к тонкой порошкообразной текстуре, в то время как температуры в диапазоне 650-750°C дают продукт с шерстеподобной морфологией, а температуры в диапазоне 750-850°C дают кристаллический продукт.
[0012] В 2018 была сделана оценка, что варианты осуществления настоящего изобретения могут производить титановую лигатуру (Ti-(1-10)%Al) за 5-6,00 $/кг при современных условиях производства/рынка.
[0013] Технология, предложенная вариантами осуществления, описанными в настоящем изобретении, обеспечивает новый и прямой подход к получению сплавов Ti-Al из алюминидов титана. Настоящее изобретение является развитием патентной заявки «Система и способ извлечения и очистки титана», по которой был выдан патент США № 9816192 (14 ноября 2017 г.) (далее упоминаемый как «процесс UTRS»), который включен в настоящий документ посредством ссылки во всей его полноте. В некоторых вариантах осуществления процесс UTRS может использоваться в совокупности с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения. Однако следует отметить, что варианты осуществления настоящего изобретения также используются в качестве самостоятельной технологии. Один или более вариантов осуществления настоящего изобретения предлагают экономически эффективное решение для производства сплавов Ti-Al, которое до сих пор не было оценено.
[0014] В одном аспекте настоящего изобретения предлагается способ для производства продуктов сплава на основе Ti-Al, включая продукты титановой лигатуры, непосредственно из множества титаносодержащих руд. Один или более настоящих способов значительно уменьшают количество стадий обработки по сравнению с традиционным производством сплава Ti-Al и приводят к уменьшению производственных затрат.
[0015] В одном аспекте настоящего изобретения способ переработки алюминидов титана предусматривает: помещение прекурсора алюминида титана в реактор, имеющий анод, катод и электролит, который может включать в себя галоидные соли щелочных металлов или щелочноземельных металлов или их комбинацию, и нагревание реактора до температуры 500-900°C для того, чтобы создать расплавленную смесь. Электрический ток прикладывается при поддержании электрического дифференциала между анодом и катодом для осаждения титановой лигатуры на катоде. Когда процесс переработки завершен, ток отключается, расплавленная смесь охлаждается, и переработанный продукт титановой лигатуры извлекается. Этот переработанный продукт титановой лигатуры содержит вплоть до 10 мас.% Al (не больше чем 10 мас.% Al). На самом деле очищенная лигатура, получаемая в результате этого процесса, может содержать менее 5 мас.% или 2,5 мас.% Al или даже меньше, несмотря на значительное количество алюминия, присутствующего в исходном материале алюминида титана.
[0016] В одном аспекте настоящего изобретения способ очистки алюминидов титана предусматривает: помещение прекурсора алюминида титана в реактор, имеющий анод, катод и электролит, который может включать в себя галоидные соли щелочных металлов или щелочноземельных металлов или их комбинацию; нагревание электролита до температуры, достаточной для того, чтобы создать расплавленную смесь электролита (например, 500°C-900°C); пропускание электрического тока от анода через расплавленную смесь электролита к катоду; и окисление прекурсора алюминида титана из анода (или растворенного в ионной форме в расплавленной смеси электролита) для формирования лигатуры Ti-Al на катоде.
[0017] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al содержит вплоть до 10 мас.% Al.
[0018] В некоторых вариантах осуществления стадия восстановления дополнительно содержит осаждение лигатуры Ti-Al на поверхности катода.
[0019] В некоторых вариантах осуществления пропускание электрического тока содержит поддержание электрического дифференциала между анодом и катодом.
[0020] В некоторых вариантах осуществления анод выполнен с возможностью контактирования и электрической связи с электролитом.
[0021] В некоторых вариантах осуществления катод выполнен с возможностью контактирования и электрической связи с электролитом.
[0022] В некоторых вариантах осуществления анод располагается в реакторе на некотором расстоянии от катода для того, чтобы предотвратить короткое замыкание ячейки (расстояние анод-катод является переменным, но всегда > 0).
[0023] В некоторых вариантах осуществления способ содержит отключение электрического тока и выключение печи, обеспечивая тем самым охлаждение расплавленной смеси электролита (например, отверждение электролита).
[0024] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al извлекается из ячейки до отверждения (например, при выпуске, дренаже, извлечении катода, в то время как ванна охлаждается, но не отверждается, или комбинации перечисленного).
[0025] Анод имеет форму нерасходуемого сетчатого контейнера, который удерживает титаново-алюминиево-кислородный прекурсор во время процесса переработки. Положение анода является регулируемым; расстояние между анодом и катодом составляет 1-6 см.
[0026] Алюминиды титана для электролитической очистки могут быть получены путем восстановления титаносодержащих руд алюминием (например, с использованием процесса UTRS) или путем плавления титанового и алюминиевого лома в окислительных условиях для производства продукта, который содержит 10-25 мас.% Al и по меньшей мере 10 мас.% кислорода.
[0027] В одном аспекте настоящего изобретения способ электролитической очистки алюминидов титана для производства титановых лигатур предусматривает: помещение алюминида титана, содержащего более 10 мас.% алюминия и по меньшей мере 10 мас.% кислорода, в реактор, имеющий анод, катод и электролит, включающий в себя галоидные соли щелочных металлов или щелочноземельных металлов или их комбинацию; нагревание электролита до температуры 500°C-900°C, достаточной для того, чтобы создать расплавленную смесь электролита; пропускание электрического тока от анода через расплавленную смесь электролита к катоду; и растворение алюминида титана из анода для осаждения лигатуры Ti-Al на катоде.
[0028] В некоторых вариантах осуществления анод включает в себя нерасходуемый сетчатый контейнер, в который помещается алюминид титана, расходуемый во время процесса преработки.
[0029] В некоторых вариантах осуществления алюминид титана содержит 10-25 мас.% алюминия и по меньшей мере 10 мас.% кислорода.
[0030] В некоторых вариантах осуществления алюминид титана содержит 15-25 мас.% алюминия и по меньшей мере 10 мас.% кислорода.
[0031] В некоторых вариантах осуществления алюминид титана содержит 20-25 мас.% алюминия и по меньшей мере 10 мас.% кислорода.
[0032] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al содержит приблизительно 99,0 мас.% титана и приблизительно 1,0 мас.% алюминия.
[0033] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al содержит приблизительно 98,0 мас.% титана и приблизительно 2,0 мас.% алюминия.
[0034] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al содержит приблизительно 97,0 мас.% титана и приблизительно 3,0 мас.% алюминия.
[0035] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al содержит приблизительно 96,0 мас.% титана и приблизительно 4,0 мас.% алюминия.
[0036] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al содержит приблизительно 95,0 мас.% титана и приблизительно 5,0 мас.% алюминия.
[0037] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al содержит приблизительно 94,0 мас.% титана и приблизительно 6,0 мас.% алюминия.
[0038] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al содержит приблизительно 93,0 мас.% титана и приблизительно 7,0 мас.% алюминия.
[0039] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al содержит приблизительно 92,0 мас.% титана и приблизительно 8,0 мас.% алюминия.
[0040] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al содержит приблизительно 91,0 мас.% титана и приблизительно 9,0 мас.% алюминия.
[0041] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al содержит приблизительно 90,0 мас.% титана и приблизительно 10,0 мас.% алюминия.
[0042] В некоторых вариантах осуществления электролит по существу свободен от добавленных хлоридов титана.
[0043] В некоторых вариантах осуществления электролит по существу свободен от добавленных форм растворимого титана.
[0044] В некоторых вариантах осуществления диапазон температур составляет 550°C-650°C, а продукт титановой лигатуры представляет собой порошок.
[0045] В некоторых вариантах осуществления диапазон температур составляет 650°C-750°C, а продукт титановой лигатуры является шерстеподобным.
[0046] В некоторых вариантах осуществления диапазон температур составляет 750°C-850°C, а продукт титановой лигатуры является кристаллическим.
[0047] В некоторых вариантах осуществления плотность электрического тока катода составляет 0,01-0,05 А/см2.
[0048] В некоторых вариантах осуществления плотность электрического тока катода составляет 0,05-0,1 А/см2.
[0049] В некоторых вариантах осуществления плотность электрического тока катода составляет 0,1-0,5 А/см2.
[0050] В некоторых вариантах осуществления плотность электрического тока катода составляет 0,5-1,0 А/см2.
[0051] В некоторых вариантах осуществления контрольный электрод используется для отслеживания электрических дифференциалов, причем электрический дифференциал между анодом и контрольным электродом составляет 0,2 В-0,4 В.
[0052] В некоторых вариантах осуществления контрольный электрод используется для отслеживания электрических дифференциалов, причем электрический дифференциал между анодом и контрольным электродом составляет 0,4 В-0,6 В.
[0053] В некоторых вариантах осуществления контрольный электрод используется для отслеживания электрических дифференциалов, причем электрический дифференциал между анодом и контрольным электродом составляет 0,6 В-0,8 В.
[0054] В некоторых вариантах осуществления электрический дифференциал между анодом и катодом составляет 0,4 В-0,8 В.
[0055] В некоторых вариантах осуществления электрический дифференциал между анодом и катодом составляет 0,8 В-1,2 В.
[0056] В некоторых вариантах осуществления электрический дифференциал между анодом и катодом составляет 1,2 В-1,6 В.
[0057] В некоторых вариантах осуществления электрический дифференциал между анодом и катодом составляет 1,6 В-2,0 В.
[0058] В некоторых вариантах осуществления расстояние между анодом и катодом регулируется для предотвращения короткого замыкания электрического тока, проходящего через электролит между анодом и катодом.
[0059] В некоторых вариантах осуществления расстояние между анодом и катодом составляет 2,0-4,0 см.
[0060] В некоторых вариантах осуществления расстояние между анодом и катодом составляет 4,0-6,0 см.
[0061] В одном аспекте настоящего изобретения способ переработки алюминидов титана в титановые лигатуры предусматривает: помещение алюминида титана, содержащего более 10 мас.% алюминия и по меньшей мере 10 мас.% кислорода, в реактор, имеющий анод, катод и электролит, включающий в себя галоидные соли щелочных металлов или щелочноземельных металлов или их комбинацию; нагревание электролита до температуры, достаточной для того, чтобы создать расплавленную смесь электролита; пропускание электрического тока от анода через расплавленную смесь электролита к катоду; и растворение алюминида титана из анода для осаждения лигатуры Ti-Al на катоде, причем упомянутая лигатура содержит вплоть до 10 мас.% алюминия.
[0062] В некоторых вариантах осуществления электролит по существу свободен от добавленных хлоридов титана или других добавленных форм растворимого титана.
[0063] В некоторых вариантах осуществления после стадии растворения и осаждения, электролиту позволяют охладиться, и лигатура Ti-Al извлекается из реактора до отверждения электролита.
[0064] В некоторых вариантах осуществления лигатура Ti-Al содержит 2,5 мас.% или меньше алюминия.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0065] Далее будут подробно рассмотрены различные варианты осуществления настоящего изобретения. Варианты осуществления описываются ниже для того, чтобы обеспечить более полное понимание компонентов, процессов и устройств настоящего изобретения. Любые приведенные примеры являются иллюстративными, а не ограничивающими.
[0066] Один вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ для переработки продуктов алюминида титана из титаносодержащих руд.
[0067] В настоящем изобретении переработки продуктов алюминида титана выполняется посредством электрохимической переработки. Продукт алюминида титана помещается в реактор, имеющий катод и анод. Анод воплощен как подвижная перфорированная корзина/контейнер, сделанная из кварца или металлов, которые более инертны, чем титан (например, никель или железо), для удержания очищаемого алюминида титана. Катод находится у дна реактора или около него, причем анод подвешен выше катода. Наличие возможности регулировать расстояние между катодом и анодом обеспечивает средство поддержания оптимального расстояния между катодом и анодом в ходе операции переработки. Это оптимальное расстояние составляет 1-6 см. Электрический дифференциал между анодом и катодом составляет 0,4-2,0 В, а катодная плотность тока составляет 0,01-1 A/см2. Во время процесса переработки лигатура осаждается на катоде в виде дендритов. Рост дендритов в ходе процесса уменьшает расстояние между катодом и анодом. Таким образом, может быть необходимо некоторое регулирование расстояния для того, чтобы поддерживать плотность тока и предотвращать короткое замыкание. Без регулирования расстояния между анодом и катодом в ходе процесса дендриты могут коснуться анода, что приведет к короткому замыканию.
[0068] Реактор также удерживает электролит, способный переносить ионы титана и алюминия. Этот электролит помещается в реакторе и нагревается для того, чтобы подвергнуть алюминиево-титановый продукт процессу электролитической переработки металлов. Электролит, используемый во время операции переработки, может быть смесью MgCl2-NaCl, подходящей для диапазона температур 550°C-650°C, KCl-NaCl, подходящей для диапазона температур 650°C-750°C, или NaCl, подходящей для диапазона температур 750°C-850°C. Операция переработки выполняется в инертной атмосфере. Печь на резистивных элементах или индукционная электропечь могут использоваться для нагрева электролита. В настоящем изобретении использовались оба типа печей (электропечь на резистивных элементах и индукционная). При использовании индукционной электропечи использовался молибденовый токоприемный тигель для связи с индукционным полем и выработки тепла, передаваемого к смеси электролита. Перфорированная корзина, удерживающая очищаемые алюминиды титана, используется в качестве анода в электрической схеме путем соединения вывода с плюсом (+) источника электропитания. Металлическая фольга может быть размещена вокруг внутренней части реактора и использоваться в качестве катода путем ее соединения с минусом (-) источника электропитания. Во время работы алюминид титана окисляется (ионизируется), и ионы титана и алюминия мигрируют к катоду, где они восстанавливаются, образуя кристаллы титановой лигатуры или шерстяной слой очищенного продукта сплава Ti-Al. Примеси концентрируются (остаются) в анодной корзине или остаются в расплавленном электролите.
[0069] Альтернативно катод в форме металлической пластины может быть размещен параллельно дну реактора, а анодная корзина может быть подвешена выше этой пластины. В этой конфигурации оптимальное расстояние между катодной пластиной и анодной корзиной может поддерживаться путем вертикального перемещения анодной корзины в ходе операции переработки. Катод соединяется с минусом (-) источника питания с помощью вывода, а анод соединяется с плюсом (+) источника питания. Расстояние от катода до анода составляет 2-6 см. Также возможны другие конфигурации ячейки электроочистки.
[0070] Алюминиды титана для электролитической переработки могут быть произведены путем восстановления титаносодержащих руд алюминием (например, с использованием процесса UTRS). Содержание TiO2 в титаносодержащей руде может составлять 75-98 мас.%. Желаемый состав алюминида титана может быть достигнут путем изменения соотношения TiO2: Al. Например, смешивание 559 г рутиловой руды (с содержанием TiO2 ~94%) с 232 г порошка Al и 455 г CaF2 даст приемлемую смесь. Загрузка этой смеси в графитовый сосуд, повышение температуры со скоростью 10°C/мин (в атмосфере аргона) до ~1725°C и выдержка в течение ~15 мин дадут подходящий материал алюминида титана, который может использоваться в качестве сырья для описанного в настоящем документе способа электролитической переработки.
[0071] Алюминиды титана для электролитической переработки также могут быть произведены путем плавления титанового и алюминиевого лома в подходящих соотношениях.
[0072] Образцы, произведенные из следующих примеров, были проанализированы с использованием атомной эмиссионной спектроскопии с плазмой постоянного тока (DCP-OES) для анализа концентраций металлов и плавления в инертном газе (IGF) для анализа концентраций кислорода. Приборы были откалиброваны с использованием стандартов NIST. В следующих Примерах катодный осадок относится к лигатуре, получаемой с помощью различных способов, описываемых в каждом Примере. Проценты различных компонентов являются массовыми процентами. Если явно не указано иное, катодный осадок (продуктовый сплав) указывается в мас.%. алюминия с остатком из титана и, если они присутствуют, неизбежных примесей.
[0073] Пример 1. Алюминид титана, использованный в этом примере, был произведен путем плавления подходящих количеств титана и алюминия для того, чтобы произвести сплав Ti-36%Al. Содержание кислорода в этом сплаве составляло 0,2 мас.%. Этот сплав был нарезан на мелкие кусочки, и 29,0 г этого материала было подвергнуто электролитической переработки с постоянным током силой 1,0 А. Способ переработки выполнялся в электролите NaCl-KCl (44: 56 мас.%) при 750°C. Было собрано девять граммов (9,0 г) катодного осадка, который содержал 33 мас.% Al.
[0074] Пример 2. Алюминид титана, использованный в этом примере, был произведен путем плавления подходящих количеств титана и алюминия для того, чтобы произвести сплав Ti-10%Al. Содержание кислорода в этом сплаве составляло 0,2 мас.%. Этот сплав был нарезан на мелкие кусочки, и 31,0 г этого материала было подвергнуто электролитической переработке с постоянным током силой 1,0 А. Способ переработки выполнялся в электролите NaCl-KCl (44: 56 мас.%) при 750°C. Было собрано 14,0 г катодного осадка, который содержал 7,0 мас.% Al.
[0075] Пример 3. Алюминид титана, использованный в этом примере, был произведен путем алюмотермического восстановления TiO2 с Al для того, чтобы получить сплав Ti-13%Al-11%O. Этот сплав был раздроблен на мелкие кусочки, и 31,0 г этого материала было подвергнуто электролитической переработке с постоянным током силой 1,0 А. Способ переработки выполнялся в электролите NaCl-KCl (44:56 мас.%) при 750°C. Было собрано 18,0 г катодного осадка, который содержал 2,5 мас.% Al.
[0076] Пример 4. Алюминид титана, использованный в этом примере, был произведен путем алюмотермического восстановления TiO2 для того, чтобы получить сплав Ti-10%Al-13%O. Этот сплав был раздроблен на мелкие кусочки, и 276,0 г этого материала было подвергнуто электролитической переработке с постоянным током силой 6,0 А. Способ переработки выполнялся в электролите NaCl-KCl (44:56 мас.%) при 750°C. Было собрано 96,0 г катодного осадка, который содержал 1,1 мас.% Al.
[0077] Пример 5. Алюминид титана, использованный в этом примере, был произведен путем алюмотермического восстановления TiO2 для того, чтобы получить сплав Ti-13%Al-11%O. Этот сплав был раздроблен на мелкие кусочки, и 70,0 г этого материала было подвергнуто электролитической переработке с постоянным напряжением 0,8 В. Напряжением анода управляли путем использования титанового стержня в качестве псевдоконтрольного электрода. Способ переработки выполнялся в электролите NaCl-KCl (44:56 мас.%) при 750°C. Было собрано 25,0 г катодного осадка, который содержал 2,8 мас.% Al.
[0078] Пример 6. Алюминид титана, использованный в этом примере, был произведен путем алюмотермического восстановления TiO2 для того, чтобы получить сплав Ti-13%Al, и его электролитической переработки для того, чтобы получить сплав Ti-13%Al-0,7%O. Этот сплав имел шерстеподобную морфологию. Этот сплав был раздавлен на мелкие кусочки, и 40,0 г этого материала было второй раз подвергнуто электролитической переработке с постоянным напряжением 0,8 В. Напряжением анода управляли путем использования титанового стержня в качестве псевдоконтрольного электрода. Способ переработки выполнялся в электролите NaCl-KCl (44:56 мас.%) при 750°C. Было собрано 30,0 г катодного осадка, который содержал 7,5 мас.% Al.
[0079] Пример 7. Алюминид титана, использованный в этом примере, был произведен путем плавления подходящих количеств титана, алюминия и железа для того, чтобы произвести сплав Ti-10%Al-48%Fe. Этот сплав был нарезан на мелкие кусочки, и 29,0 г этого материала было подвергнуто электролитической переработке с постоянным током силой 1,0 А. Способ переработки выполнялся в электролите NaCl-KCl (44:56 мас.%) при 750°C. Было собрано 9,0 г катодного осадка, который содержал 17 мас.% Al и 1,6 мас.% Fe.
[0080] Пример 8. Алюминид титана с составом Ti-10%Al-12%O был подвергнут электролитической переработке для того, чтобы получить состав Ti-2,7%Al-1,1%O. Переработанный материал был затем еще раз электролитически очищен для того, чтобы получить конечный продукт с содержанием Ti 99,0 мас.%.
[0081] Эффективность тока для способа электролитической переработки металлов зависит от размера кусочков алюминида титана. Эффективность тока 80% достигается для процесса, в котором используются кусочки меньше чем 4,0 мм. Эффективность тока оценивается как процент фактического выхода от теоретически ожидаемого выхода. Теоретически ожидаемый выход является пропорциональным общему количеству кулонов, прошедших через систему.
[0082] Примеры 3, 4, 5 и 8 демонстрируют, что если материал прекурсора содержит больше 10% кислорода, то во время процесса электролитической переработки металлов может быть достигнуто очень хорошее разделение титана и алюминия. Полученные в этих примерах титановые лигатуры иллюстрируют, что из начального материала прекурсора было удалено более чем 78% алюминия. В отличие от этого, Примеры 1, 2 и 6 демонстрируют, что во время электролитической переработки металлов без присутствия значительного количества кислорода может быть удалено не более чем 42% алюминия, содержавшегося в материале прекурсора.
[0083] После операции переработки получаемый переработанный продукт титановой лигатуры может быть дополнительно обработан в окончательный продукт сплава путем добавления дополнительных элементов. Например, получаемая переработанная титановая лигатура может быть измельчена или размолота с ванадием и преобразована в порошок Ti-Al-V.
[0084] Пример 9. 56,4 г лигатуры Ti-4,6%Al смешивалось с 2,8 г сплава V-Al и 0,55 г Al и плавилось с помощью процесса вакуумно-дугового переплава (VAR). Полученный окончательный сплав имел состав Ti-6,3Al-3,8V.
[0085] Операция переработки производит переработанный продукт титановой лигатуры с тонко структурированной дендритной морфологией. Например, продукт титановой лигатуры может содержать кристаллиты титана, осажденные на катоде во время операции электролитической переработки металлов. Тонкая дендритная структура продукта титановой лигатуры уникально обеспечивает путь для создания почти сетчатых формованных деталей посредством гидравлического сжатия и последующего спекания без вспомогательного связующего вещества. Площадь поверхности в переработанном продукте сплава Ti-Al варьировалась в диапазоне 0,1-2,5 м2/г.
[0086] Благодаря малому размеру и ажурной природе переработанного продукта титановой лигатуры почти сетчатые продукты могут быть сжаты для дальнейшей обработки. Дендритная форма переработанного продукта титановой лигатуры (шерсть из титановой лигатуры) может быть сжата с использованием гидравлического давления. Для этого шерсть из титановой лигатуры помещается в желаемую пресс-форму. Эта пресс-форма затем помещается в гидравлический пресс, в котором прикладывается давление 35-65 т/кв. дюйм. Эта процедура может производить почти сетчатые формованные титановые детали, которые могут быть затем спечены, использованы в качестве расходуемых электродов в процессе вакуумно-дугового переплава (VAR), расплавлены или дополнительно обработаны в зависимости от применения продукта.
[0087] В то время как были подробно описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что могут быть разработаны различные модификации и альтернативы этих деталей в свете общего описания настоящего изобретения. Соответственно, конкретные раскрытые варианты осуществления являются всего лишь иллюстративными, а не ограничивающими область охвата настоящего изобретения, которая определяется приложенной формулой изобретения, а также любыми и всеми ее эквивалентами.

Claims (45)

1. Способ электролитической переработки алюминидов титана с получением лигатуры Ti- Al, включающий:
а) помещение алюминида титана, содержащего более чем 10 мас.% алюминия и по меньшей мере 10 мас.% кислорода, в реактор, снабженный анодом, катодом и электролитом, включающим галоидные соли щелочных металлов или щелочноземельных металлов или их комбинацию;
b) нагревание электролита до температуры 500-900°C, достаточной для того, чтобы создать смесь расплавленного электролита;
с) пропускание электрического тока от анода через смесь расплавленного электролита к катоду; и
d) растворение алюминида титана из анода для осаждения лигатуры Ti-Al на катоде.
2. Способ по п. 1, в котором анод включает нерасходуемый сетчатый контейнер, в который помещается алюминид титана, расходуемый во время процесса очистки.
3. Способ по п. 1, в котором алюминид титана содержит 15-25 мас.% алюминия и по меньшей мере 10 мас.% кислорода.
4. Способ по п. 1, в котором алюминид титана содержит 20-25 мас.% алюминия и по меньшей мере 10 мас.% кислорода.
5. Способ по п. 1, в котором лигатура Ti-Al содержит приблизительно 99,0 мас.% титана и приблизительно 1,0 мас.% алюминия.
6. Способ по п. 1, в котором лигатура Ti-Al содержит приблизительно 98,0 мас.% титана и приблизительно 2,0 мас.% алюминия.
7. Способ по п. 1, в котором лигатура Ti-Al содержит приблизительно 97,0 мас.% титана и приблизительно 3,0 мас.% алюминия.
8. Способ по п. 1, в котором лигатура Ti-Al содержит приблизительно 96,0 мас.% титана и приблизительно 4,0 мас.% алюминия.
9. Способ по п. 1, в котором лигатура Ti-Al содержит приблизительно 95,0 мас.% титана и приблизительно 5,0 мас.% алюминия.
10. Способ по п. 1, в котором лигатура Ti-Al содержит приблизительно 94,0 мас.% титана и приблизительно 6,0 мас.% алюминия.
11. Способ по п. 1, в котором лигатура Ti-Al содержит приблизительно 93,0 мас.% титана и приблизительно 7,0 мас.% алюминия.
12. Способ по п. 1, в котором лигатура Ti-Al содержит приблизительно 92,0 мас.% титана и приблизительно 8,0 мас.% алюминия.
13. Способ по п. 1, в котором лигатура Ti-Al содержит приблизительно 91,0 мас.% титана и приблизительно 9,0 мас.% алюминия.
14. Способ по п. 1, в котором лигатура Ti-Al содержит приблизительно 90,0 мас.% титана и приблизительно 10,0 мас.% алюминия.
15. Способ по п. 1, в котором электролит по существу свободен от добавленных хлоридов титана.
16. Способ по п. 1, в котором электролит по существу свободен от добавленных форм растворимого титана.
17. Способ по п. 1, в котором диапазон температур составляет 550-650°C, а продукт титановой лигатуры представляет собой порошок.
18. Способ по п. 1, в котором диапазон температур составляет 650-750°C, а продукт титановой лигатуры является шерстеподобным.
19. Способ по п. 1, в котором диапазон температур составляет 750-850°C, а продукт титановой лигатуры является кристаллическим.
20. Способ по п. 1, в котором плотность электрического тока катода составляет 0,01-0,05 А/см2.
21. Способ по п. 1, в котором плотность электрического тока катода составляет 0,05-0,1 А/см2.
22. Способ по п. 1, в котором плотность электрического тока катода составляет 0,1-0,5 А/см2.
23. Способ по п. 1, в котором плотность электрического тока катода составляет 0,5-1,0 А/см2.
24. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию использования контрольного электрода для отслеживания электрических дифференциалов, причем электрический дифференциал между анодом и контрольным электродом составляет 0,2-0,4 В.
25. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию использования контрольного электрода для отслеживания электрических дифференциалов, причем электрический дифференциал между анодом и контрольным электродом составляет 0,4-0,6 В.
26. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию использования контрольного электрода для отслеживания электрических дифференциалов, причем электрический дифференциал между анодом и контрольным электродом составляет 0,6-0,8 В.
27. Способ по п. 1, в котором электрический дифференциал между анодом и катодом составляет 0,4-0,8 В.
28. Способ по п. 1, в котором электрический дифференциал между анодом и катодом составляет 0,8-1,2 В.
29. Способ по п. 1, в котором электрический дифференциал между анодом и катодом составляет 1,2-1,6 В.
30. Способ по п. 1, в котором электрический дифференциал между анодом и катодом составляет 1,6-2,0 В.
31. Способ по п. 1, включающий дополнительную стадию регулирования расстояния между анодом и катодом для предотвращения короткого замыкания электрического тока, проходящего через электролит между анодом и катодом.
32. Способ по п. 1, в котором расстояние между анодом и катодом составляет 2,0-4,0 см.
33. Способ по п. 1, в котором расстояние между анодом и катодом составляет 4,0-6,0 см.
34. Способ переработки алюминидов титана в лигатуру Ti-Al, включающий:
а) помещение алюминида титана, содержащего более чем 10 мас.% алюминия и по меньшей мере 10 мас.% кислорода, в реактор, снабженный анодом, катодом и электролитом, включающим галоидные соли щелочных металлов или щелочноземельных металлов или их комбинацию;
b) нагревание электролита до температуры, достаточной для того, чтобы создать смесь расплавленного электролита;
с) пропускание электрического тока от анода через смесь расплавленного электролита к катоду; и
d) растворение алюминида титана из анода для осаждения на катоде лигатуры Ti-Al, содержащей вплоть до 5 мас.% алюминия.
35. Способ по п. 34, в котором электролит по существу свободен от добавленных хлоридов титана или других добавленных форм растворимого титана.
36. Способ по п. 34, дополнительно включающий после стадии растворения и осаждения стадии остывания электролита и извлечения лигатуры Ti-Al из реактора перед отверждением электролита.
37. Способ по п. 34, в котором лигатура Ti-Al содержит 2,5 мас.% или меньше алюминия.
RU2019125198A 2017-01-13 2018-01-16 Титановая лигатура для сплавов на основе ti-al RU2763465C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762446205P 2017-01-13 2017-01-13
US62/446,205 2017-01-13
PCT/US2018/013813 WO2018186922A2 (en) 2017-01-13 2018-01-16 Titanium master alloy for titanium-aluminum based alloys

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019125198A RU2019125198A (ru) 2021-02-15
RU2019125198A3 RU2019125198A3 (ru) 2021-07-05
RU2763465C2 true RU2763465C2 (ru) 2021-12-29

Family

ID=62838809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019125198A RU2763465C2 (ru) 2017-01-13 2018-01-16 Титановая лигатура для сплавов на основе ti-al

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20180202058A1 (ru)
JP (1) JP7139337B2 (ru)
AU (1) AU2018249909B2 (ru)
CA (1) CA3049769C (ru)
RU (1) RU2763465C2 (ru)
WO (1) WO2018186922A2 (ru)
ZA (1) ZA201904523B (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2794943B8 (en) 2011-12-22 2019-07-10 Universal Achemetal Titanium, LLC A method for extraction and refining of titanium
WO2018125322A1 (en) 2016-09-14 2018-07-05 Universal Technical Resource Services, Inc. A method for producing titanium-aluminum-vanadium alloy
CA3049769C (en) 2017-01-13 2023-11-21 Universal Achemetal Titanium, Llc Titanium master alloy for titanium-aluminum based alloys
RU2754424C2 (ru) * 2019-12-24 2021-09-02 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Способ получения интерметаллидных сплавов на основе алюминида титана
WO2022230403A1 (ja) * 2021-04-30 2022-11-03 東邦チタニウム株式会社 金属チタンの製造方法及び金属チタン電析物
EP4365337A4 (en) 2021-06-30 2025-06-25 Toho Titanium CO., LTD. Method for manufacturing titanium-containing electrodeposit, and metal titanium electrodeposit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2913380A (en) * 1957-06-20 1959-11-17 Chicago Dev Corp Refining titanium-vanadium alloys
SU419571A1 (ru) * 1967-11-06 1974-03-15 И. П. Бардина Способ электролитического рафинирования металлов и сплавов
US20040159559A1 (en) * 1998-06-05 2004-08-19 Fray Derek John Removal of oxygen from metal oxides and solid solutions by electrolysis in a fused salt
US20130164167A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 Universal Technical Resource Services, Inc. System and method for extraction and refining of titanium
RU2537676C1 (ru) * 2013-06-18 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук Способ электрохимического получения алюминий-титановой лигатуры для коррозионностойких алюминиевых сплавов

Family Cites Families (138)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2734856A (en) 1956-02-14 Electrolytic method for refining titanium metal
US910394A (en) 1907-06-11 1909-01-19 Titan Gmbh Process for the reduction of refractory oxids.
US1089773A (en) 1911-12-08 1914-03-10 Gen Electric Method of making titanium and other alloys.
US1562041A (en) 1918-09-26 1925-11-17 Gen Electric Metal and its manufacture
US1533505A (en) 1923-05-03 1925-04-14 Lubowsky Simon Joseph Method of producing metallic titanium or its alloys
US1593660A (en) 1924-04-12 1926-07-27 Metal & Thermit Corp Process for reducing refractory ores
US2148345A (en) 1936-09-10 1939-02-21 Degussa Preparation of metallic titanium
US2205854A (en) 1937-07-10 1940-06-25 Kroll Wilhelm Method for manufacturing titanium and alloys thereof
US2395286A (en) 1941-07-19 1946-02-19 Joseph M Merle Processes for chemically purifying and refining metals
US2337314A (en) 1943-04-08 1943-12-21 Metal & Thermit Corp Aluminothermic method and articles of manufacture
US2714564A (en) 1948-04-12 1955-08-02 Chilean Nitrate Sales Corp Production of metallic titanium
US2684653A (en) 1949-01-04 1954-07-27 Nashville Bridge Company Tow coupling
US3137641A (en) 1949-08-10 1964-06-16 Timax Associates Electrolytic process for the production of titanium metal
US2647826A (en) 1950-02-08 1953-08-04 Jordan James Fernando Titanium smelting process
US2921890A (en) 1950-03-27 1960-01-19 Chicago Dev Corp Electrolytic method for the production of pure titanium
US2707679A (en) 1951-01-04 1955-05-03 Westinghouse Electric Corp Methods of producing zirconium and titanium
US2864749A (en) 1951-05-09 1958-12-16 Timax Corp Process for the production of titanium metal
US2780593A (en) 1951-09-01 1957-02-05 New Jersey Zinc Co Production of metallic titanium
US2766111A (en) 1951-10-18 1956-10-09 Nat Res Corp Method of producing refractory metals
US2757135A (en) 1951-11-23 1956-07-31 Ici Ltd Electrolytic manufacture of titanium
US2951021A (en) 1952-03-28 1960-08-30 Nat Res Corp Electrolytic production of titanium
US2848395A (en) 1952-04-29 1958-08-19 Du Pont Electrolytic process for production of titanium
US2745802A (en) 1952-09-18 1956-05-15 Reynolds Metals Co Inorganic molten electrolyte for the electrolysis of titanium
US2753254A (en) 1952-10-29 1956-07-03 Du Pont Method of producing refractory metal
US2917440A (en) 1953-07-24 1959-12-15 Du Pont Titanium metal production
US2846304A (en) 1953-08-11 1958-08-05 Nat Res Corp Method of producing titanium
US2846303A (en) 1953-08-11 1958-08-05 Nat Res Corp Method of producing titanium
US2830893A (en) 1954-04-06 1958-04-15 Chicago Dev Corp Processes for making titanium
US2823991A (en) 1954-06-23 1958-02-18 Nat Distillers Chem Corp Process for the manufacture of titanium metal
US2904428A (en) 1954-09-22 1959-09-15 Chicago Dev Corp Method of reducing titanium oxide
US2890112A (en) 1954-10-15 1959-06-09 Du Pont Method of producing titanium metal
US2838393A (en) 1954-11-23 1958-06-10 Chicago Dev Corp Process for producing titanium and zirconium
US2915383A (en) 1955-01-03 1959-12-01 Nat Res Corp Method of producing refractory metals
US2789943A (en) 1955-05-05 1957-04-23 New Jersey Zinc Co Production of titanium
US2777763A (en) 1955-09-14 1957-01-15 Ethyl Corp Method of producing titanium
US2893935A (en) 1955-11-18 1959-07-07 Monsanto Chemicals Electrolytic process for producing metallic titanium
US2929473A (en) 1956-01-27 1960-03-22 Jeffrey B Lindsay Structural framework
US2876094A (en) 1956-02-17 1959-03-03 Du Pont Production of refractory metals
US2789896A (en) 1956-03-15 1957-04-23 Climax Molybdenum Co Process for reducing metal oxides
US2817631A (en) 1956-03-23 1957-12-24 Chicago Dev Corp Refining titanium alloys
US2889218A (en) 1956-04-30 1959-06-02 Transition Metals & Chemicals Continuous process for metallothermic reactions
US2901410A (en) 1956-08-02 1959-08-25 Chicago Dev Corp Electro-refining titanium
US2833704A (en) 1956-08-16 1958-05-06 Horizons Titanium Corp Production of titanium
US2909473A (en) 1956-09-04 1959-10-20 Chicago Dev Corp Process for producing titanium group metals
US2913378A (en) 1956-12-18 1959-11-17 Chicago Dev Corp Two-step electrorefining of titanium alloys
US2857264A (en) 1957-02-08 1958-10-21 Armour Res Found Method for the production of titanium
US2922710A (en) 1957-02-19 1960-01-26 Du Pont Production of refractory metals
US3114626A (en) 1957-03-28 1963-12-17 Du Pont Production of refractory metals
US2986462A (en) 1957-10-10 1961-05-30 Cons Mining & Smelting Co Process for the production of metals
US2915382A (en) 1957-10-16 1959-12-01 Nat Res Corp Production of metals
US3047477A (en) 1957-10-30 1962-07-31 Gen Am Transport Reduction of titanium dioxide
US3036961A (en) 1958-02-24 1962-05-29 Herasymenko Anna Electrolytic refinement of metals
US2944949A (en) 1958-05-09 1960-07-12 Ici Ltd Process for the electrolytic separation of titanium from titanium scrap
US3085872A (en) 1958-07-01 1963-04-16 Griffiths Kenneth Frank Method for producing the refractory metals hafnium, titanium, vanadium, silicon, zirconium, thorium, columbium, and chromium
US2908619A (en) 1958-08-01 1959-10-13 New Jersey Zinc Co Production of titanium
US3085873A (en) 1958-11-07 1963-04-16 Griffiths Kenneth Frank Method for collecting and separating the refractory metal component from the reaction products in the production of the refractory metals titanium, zirconium, vanadium, hafnium, silicon, thorium, chromium, or columbium
US3098805A (en) 1959-06-25 1963-07-23 Norton Co Process for the extraction of relatively pure titanium and of relatively pure zirconium and hafnium
US3098021A (en) 1960-04-15 1963-07-16 Union Carbide Corp Process for producing ductile vanadium
FR1439859A (fr) 1964-11-17 1966-05-27 Heurtey Sa Perfectionnements apportés aux procédés et aux dispositifs de purification des métaux à point de fusion élevé
US3386817A (en) 1965-09-10 1968-06-04 Dow Chemical Co Process for the reduction of metal oxides
DE1946246C3 (de) 1968-10-08 1985-06-20 Voest-Alpine Ag, Wien Konverter mit einseitig offenem oder teilbarem Tragrahmen
US3625676A (en) 1969-03-28 1971-12-07 Frederick H Perfect Vanadium-aluminum-titanium master alloys
FR2052082A5 (ru) 1969-07-11 1971-04-09 Commissariat Energie Atomique
CA950204A (en) 1970-06-08 1974-07-02 Hans G. Brandstatter Direct reduction process for making titanium
US3794482A (en) 1971-02-05 1974-02-26 Parlee Anderson Corp Carbothermic reduction method for converting metal oxides to metal form
GB1355433A (en) 1971-07-28 1974-06-05 Electricity Council Production of titanium
US3736132A (en) 1971-12-17 1973-05-29 Steel Corp Method for producing refractory metals
US3801307A (en) 1972-07-26 1974-04-02 F Hurd Metal reduction process
US3977866A (en) 1973-12-10 1976-08-31 Othmer Donald F Method for producing titanium
US3966455A (en) 1974-02-19 1976-06-29 Paul Franklin Taylor Process for ilmenite ore reduction
US4169722A (en) 1975-05-28 1979-10-02 Atomic Energy Board Aluminothermic process
FR2494725A1 (fr) 1980-11-27 1982-05-28 Armand Marcel Nouveau dispositif et procede pour l'alimentation en ticl4 des cellules d'electrolyse pour la preparation du titane
US4401467A (en) 1980-12-15 1983-08-30 Jordan Robert K Continuous titanium process
US4390365A (en) 1980-12-15 1983-06-28 Occidental Research Corporation Process for making titanium metal from titanium ore
US4468248A (en) 1980-12-22 1984-08-28 Occidental Research Corporation Process for making titanium metal from titanium ore
BR8402087A (pt) 1984-05-04 1985-12-10 Vale Do Rio Doce Co Processo de obtencao de titanio metalico a partir de um concentrado de anastasio,por aluminotermia e magnesiotermia
FR2582019B1 (fr) 1985-05-17 1987-06-26 Extramet Sa Procede pour la production de metaux par reduction de sels metalliques, metaux ainsi obtenus et dispositif pour sa mise en oeuvre
JPH0512057Y2 (ru) 1985-08-01 1993-03-26
FR2592664B1 (fr) 1986-01-06 1990-03-30 Pechiney Sa Procede d'elaboration de poudres de metaux de transition par electrolyse en bains de sels fondus
FR2595101A1 (fr) 1986-02-28 1987-09-04 Rhone Poulenc Chimie Procede de preparation par lithiothermie de poudres metalliques
JPS62280335A (ja) 1986-05-30 1987-12-05 Toshiba Corp 薄膜形成用高純度チタン材、それを用いて形成されてなるターゲットおよび薄膜、および薄膜形成用高純度チタン材の製造方法
US4985069A (en) 1986-09-15 1991-01-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Induction slag reduction process for making titanium
US5071472A (en) 1986-09-15 1991-12-10 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Interior Induction slag reduction process for purifying metals
US4999097A (en) 1987-01-06 1991-03-12 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and method for the electrolytic production of metals
JPH0412219Y2 (ru) 1987-07-30 1992-03-25
US4923577A (en) 1988-09-12 1990-05-08 Westinghouse Electric Corp. Electrochemical-metallothermic reduction of zirconium in molten salt solutions
US4875985A (en) 1988-10-14 1989-10-24 Brunswick Corporation Method and appparatus for producing titanium
US4964973A (en) 1988-10-14 1990-10-23 Brunswick Corporation Method and apparatus for producing titanium
US5397375A (en) 1991-02-21 1995-03-14 The University Of Melbourne Process for the production of metallic titanium and intermediates useful in the processing of ilmenite and related minerals
US5254232A (en) 1992-02-07 1993-10-19 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus for the electrolytic production of metals
US5404929A (en) 1993-05-18 1995-04-11 Liquid Air Corporation Casting of high oxygen-affinity metals and their alloys
AU675000B2 (en) 1993-10-22 1997-01-16 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd. Dendrite or asteroidal titanium dioxide micro-particles and process for producing the same
US5503655A (en) 1994-02-23 1996-04-02 Orbit Technologies, Inc. Low cost titanium production
US20080187455A1 (en) 1996-08-02 2008-08-07 International Titanium Powder, Llc Titanium and titanium alloys
CA2267601A1 (en) 1996-09-30 1998-04-09 Claude Fortin Process for obtaining titanium or other metals using shuttle alloys
ITTO970080A1 (it) 1997-02-04 1998-08-04 Marco Vincenzo Ginatta Procedimento per la produzione elettrolitica di metalli
US6309595B1 (en) 1997-04-30 2001-10-30 The Altalgroup, Inc Titanium crystal and titanium
US6063254A (en) 1997-04-30 2000-05-16 The Alta Group, Inc. Method for producing titanium crystal and titanium
US6117208A (en) 1998-04-23 2000-09-12 Sharma; Ram A. Molten salt process for producing titanium or zirconium powder
US6136706A (en) 1998-07-27 2000-10-24 Idaho Research Foundation Process for making titanium
DE60130322T2 (de) 2000-02-22 2008-06-12 Metalysis Ltd., Wath-Upon-Dearne Verfahren zur herstellung von metallschaum durch elektrolytische reduktion poröser oxidischer vorformen
JP4803902B2 (ja) 2001-05-25 2011-10-26 株式会社 日立ディスプレイズ 表示装置
WO2003046258A2 (en) 2001-11-22 2003-06-05 Qit - Fer Et Titane Inc. A method for electrowinning of titanium metal or alloy from titanium oxide containing compound in the liquid state
AUPS107102A0 (en) 2002-03-13 2002-04-11 Bhp Billiton Innovation Pty Ltd Electrolytic reduction of metal oxides
JP3718691B2 (ja) 2002-04-18 2005-11-24 財団法人生産技術研究奨励会 チタンの製造方法、純金属の製造方法、及び純金属の製造装置
JP2004156130A (ja) 2002-09-11 2004-06-03 Sumitomo Titanium Corp 直接電解法による金属チタン製造用酸化チタン多孔質焼結体およびその製造方法
US6799344B2 (en) 2002-10-10 2004-10-05 Dreamwell Ltd. Titanium mattress member
RU2334024C2 (ru) 2002-12-12 2008-09-20 Би Эйч Пи БИЛЛИТОН ИННОВЕЙШН ПТИ ЛТД Электрохимическое восстановление оксидов металлов
US6958115B2 (en) 2003-06-24 2005-10-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Low temperature refining and formation of refractory metals
US7794580B2 (en) 2004-04-21 2010-09-14 Materials & Electrochemical Research Corp. Thermal and electrochemical process for metal production
US7410562B2 (en) 2003-08-20 2008-08-12 Materials & Electrochemical Research Corp. Thermal and electrochemical process for metal production
US6851896B1 (en) 2003-09-18 2005-02-08 Kerr-Mcgee Chemical, Llc Fluid barriers
US7527669B2 (en) 2003-12-10 2009-05-05 Babcock & Wilcox Technical Services Y-12, Llc Displacement method and apparatus for reducing passivated metal powders and metal oxides
US7381366B2 (en) 2003-12-31 2008-06-03 General Electric Company Apparatus for the production or refining of metals, and related processes
JP4277080B2 (ja) 2004-01-05 2009-06-10 東邦チタニウム株式会社 金属チタンの製造装置
JP2005264320A (ja) 2004-02-20 2005-09-29 Sumitomo Titanium Corp Ｃａ還元によるＴｉ又はＴｉ合金の製造方法
WO2006022858A2 (en) 2004-03-22 2006-03-02 Lanxide Technology Company Methods for extracting titanium metal and useful alloys from titanium oxides
US7354472B2 (en) 2004-06-21 2008-04-08 H.C. Starck Inc. Metalothermic reduction of refractory metal oxides
BRPI0513992A (pt) 2004-07-30 2008-05-20 Bhp Billiton Innovation Pty processo para minimização da re-oxidação de material reduzido e processo para redução eletroquìmica de um material de alimentação de óxido metálico
WO2006010229A1 (en) 2004-07-30 2006-02-02 Bhp Billiton Innovation Pty Ltd Electrochemical reduction of metal oxides
JP4813205B2 (ja) 2006-02-20 2011-11-09 三菱電機株式会社 映像監視システム及び映像集信装置
US7901561B2 (en) 2006-03-10 2011-03-08 Elkem As Method for electrolytic production and refining of metals
US20080023321A1 (en) 2006-07-31 2008-01-31 Donald Sadoway Apparatus for electrolysis of molten oxides
RU2338805C2 (ru) 2006-10-27 2008-11-20 Алексей Игоревич Носенков Способ алюминотермического получения ферротитана
WO2008091806A1 (en) 2007-01-22 2008-07-31 Materials & Electrochemical Research Corp. Metallothermic reduction of in-situ generated titanium chloride
WO2009052066A1 (en) 2007-10-15 2009-04-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Ore reduction process using carbon based materials having a low sulfur content and titanium oxide and iron metallization product therefrom
DE102008051784B4 (de) 2008-10-17 2012-02-02 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Molybdän-Metallpulver, Molybdän-Metallpulver und dessen Verwendung
CN101519789A (zh) 2009-03-30 2009-09-02 攀钢集团研究院有限公司 一种钛循环熔盐电解制取金属钛的方法
GB0913736D0 (en) 2009-08-06 2009-09-16 Chinuka Ltd Treatment of titanium ores
US8834601B2 (en) 2009-12-18 2014-09-16 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Method for producing low aluminium titanium-aluminium alloys
JP4966406B2 (ja) 2010-12-17 2012-07-04 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波診断装置
CN103917676B (zh) * 2011-01-15 2016-12-21 S·R·霍洛韦 包括连续合成的铝化钛金属间体复合线材的电力输送电缆
CN103031577B (zh) 2011-09-30 2015-07-08 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种金属钛的制备方法及由该方法得到的金属钛
RU2485194C1 (ru) 2012-02-13 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) Способ получения титаноалюминиевого сплава из оксидного титансодержащего материала
WO2014004610A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-03 Arizona Board Of Regents, A Body Corporate Of The State Of Arizona, Acting For And On Behalf Of Arizona State University System and method for electrorefining of silicon
ES2858350T3 (es) * 2016-05-04 2021-09-30 Parker Lodge Holdings Llc Compuesto de matriz metálica con alta resistencia, matriz de aleación de aluminuro de titanio y refuerzo de óxido de aluminio formado in situ
WO2018125322A1 (en) 2016-09-14 2018-07-05 Universal Technical Resource Services, Inc. A method for producing titanium-aluminum-vanadium alloy
CA3049769C (en) 2017-01-13 2023-11-21 Universal Achemetal Titanium, Llc Titanium master alloy for titanium-aluminum based alloys

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2913380A (en) * 1957-06-20 1959-11-17 Chicago Dev Corp Refining titanium-vanadium alloys
SU419571A1 (ru) * 1967-11-06 1974-03-15 И. П. Бардина Способ электролитического рафинирования металлов и сплавов
US20040159559A1 (en) * 1998-06-05 2004-08-19 Fray Derek John Removal of oxygen from metal oxides and solid solutions by electrolysis in a fused salt
US20130164167A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 Universal Technical Resource Services, Inc. System and method for extraction and refining of titanium
RU2537676C1 (ru) * 2013-06-18 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук Способ электрохимического получения алюминий-титановой лигатуры для коррозионностойких алюминиевых сплавов

Also Published As

Publication number Publication date
US20220349079A1 (en) 2022-11-03
WO2018186922A2 (en) 2018-10-11
WO2018186922A3 (en) 2018-12-27
CA3049769A1 (en) 2018-10-11
RU2019125198A (ru) 2021-02-15
AU2018249909B2 (en) 2023-04-06
RU2019125198A3 (ru) 2021-07-05
JP7139337B2 (ja) 2022-09-20
US20180202058A1 (en) 2018-07-19
JP2020507011A (ja) 2020-03-05
AU2018249909A1 (en) 2019-07-25
US11959185B2 (en) 2024-04-16
ZA201904523B (en) 2020-11-25
CA3049769C (en) 2023-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2763465C2 (ru) Титановая лигатура для сплавов на основе ti-al
US12435438B2 (en) System and method for extraction and refining of titanium
AU2017385010B2 (en) A method for producing titanium-aluminum-vanadium alloy
CN113481393A (zh) 一种钒铬钛合金及其制备方法
JP7642722B2 (ja) チタン系電解原料の製造方法及び、金属チタン又はチタン合金の製造方法
US20250354284A1 (en) Method for Producing Titanium-Based Electrolytic Raw Material and Method for Producing Metallic Titanium or Ti-Al Alloy