合金的熔化方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造金属合金的方法。该方法能够由至少两种具有很大的熔点差的金属制造金属合金。对此，首先熔化具有较高熔点的金属，具有较低熔点的金属通过热传递而延迟地形成熔液，然后金属相互混合。由此可在很低的蒸发损失的情况下获得具有高纯度的金属合金，该金属合金能够使用带有杂质的原料组分，例如回收的金属。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造金属合金的方法。
技术介绍
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。根据本专利技术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。
技术实现思路
因此，本专利技术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。本专利技术实现了该目的。本专利技术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专利技术的成效。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，本专利技术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。在向下的热传导特别大时，对蒸发的抑制就越明显。由此，熔化过程优选不在陶瓷坩埚中进行，而是优选在具有高的导热性的坩埚中进行。优选地，这是石墨坩埚或金属坩埚，特别是铜坩埚。优选地，坩埚应具有至少40W/(m·K)、进一步优选至少100W/(m·K)、更优选至少200W/(m·K)的热导率。所述优选应至少适用于坩埚底部并且特别也适用于优选至少在其下部区域中的坩埚壁。为了进一步强化向下的热传导，可在底部和/或坩埚壁区域用冷却剂、例如水冷却坩埚。为了强化向下的热传导，优选这样提供固体，即在坩埚中熔化第一金属或者第一金属合金并且使其再次硬化。可替代地，也可将第一金属或者第一金属合金的熔液浇注到坩埚中，然后熔液可在此处硬化。通过使第一金属或者第一金属合金的熔液在坩埚中硬化建立了在固体和坩埚壁和坩埚底部之间的紧密接触，这有利于热传输。通过改善的热传导、特别是通过推迟熔化减少了第一金属的蒸发量。第一金属可以颗粒、金属丝、晶粒、剥皮、碎屑或其混合物的形式存在于坩埚中。优选地，第一金属是活性金属、贵金属或铝。特别优选的是活性金属。优选的第一金属还可以是铝、钛、金和钒。作为第一金属合金，考虑包含上述第一金属或由其构成的合金。第一金属或者第一金属合金优选具有小于1700℃、进一步优选小于1200℃和更优选小于800℃的熔点。优选地，第二金属以固态的形式添加，尤其是以颗粒、晶粒、金属丝、剥皮、碎屑或其混合物的形式添加。对第二金属的小部分的添加实现了相对顺利的熔化，此外粗糙颗粒的填料的导热能力相对小。于是，由此进一步推迟了在第二金属下面的第一金属或第一金属合金的过快的加热。此外，总体上缩短了工艺时间并且明显降低了第一金属的蒸发率。作为积极的作用，可以确定的是，这里合适的第二金属通常以颗粒的形式由回收过程获得。例如钽丝在回收移动电话时获得。优选地，无需进行预处理。优选地，将第二金属堆积到固体上，使得实现对固体的表面的尽可能均匀的覆盖。优选地，对第一金属或第一金属合金的固体的覆盖为至少60％、优选至少70％、更优选至少85％并且特别优选至少95％。所指的是固体的表面的部分。在特别优选的实施方式中固体完全被覆盖。已证实有利的是，对于颗粒(优选添加颗粒形式的第二金属)选择平均粒度，该平均粒度在25mm以下、更好地在15mm以下、优选在10mm以下、进一步优选在5mm以下，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造包含至少两种金属的金属合金的方法，其包括以下步骤：‑在坩埚中提供第一金属或第一金属合金的固体，‑将第二金属添加在坩埚中的所述固体上，‑熔化所述第二金属，其特征在于，所述第二金属的熔点高于所述第一金属或者第一金属合金的熔点，并且至少所述第二金属在真空中进行熔化。

【技术特征摘要】
2014.11.27 DE 102014117424.01.用于制造包含至少两种金属的金属合金的方法，其包括以下步骤：
-在坩埚中提供第一金属或第一金属合金的固体，
-将第二金属添加在坩埚中的所述固体上，
-熔化所述第二金属，
其特征在于，所述第二金属的熔点高于所述第一金属或者第一金属合
金的熔点，并且至少所述第二金属在真空中进行熔化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，提供所述固体包括以下步骤：
-将所述第一金属或第一金属合金加入坩埚中，
-熔化所述第一金属或者第一金属合金，
-使所述第一金属或者第一金属合金的熔体硬化成固体。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二金属以固态形式
添加。
4.根据权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：周臣·芬斯派史，弗兰克·昆德，托马斯·汉思曼，马库斯·曼格思，
申请(专利权)人：ALD真空技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE