钛铝合金的制备方法技术

本发明专利技术涉及钛铝合金的制备方法，属于合金领域。本发明专利技术要解决的技术问题是提供一种钛铝合金的制备方法。本发明专利技术钛铝合金的制备方法，以钛为阳极，液态铝为阴极，在熔盐电解液中进行电解，制备得到钛铝合金；其中，熔盐电解液由主体熔盐NaCl-KCl和可溶性钛盐组成；熔盐电解液中按质量比，NaCl-KCl:可溶性钛盐＝100:1～10，可溶性钛盐重量以其中钛的质量计。本发明专利技术钛铝合金的制备方法采用液态铝做阴极，在熔融状态下合金化，合金化的钛铝合金沉在坩埚底部，易于分离；得到的钛铝合金产品为海绵状，易于清洗，杂质含量少，便于下一步加工。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，属于合金领域。本专利技术要解决的技术问题是提供一种。本专利技术，以钛为阳极，液态铝为阴极，在熔盐电解液中进行电解，制备得到钛铝合金；其中，熔盐电解液由主体熔盐NaCl-KCl和可溶性钛盐组成；熔盐电解液中按质量比，NaCl-KCl:可溶性钛盐＝100:1～10，可溶性钛盐重量以其中钛的质量计。本专利技术采用液态铝做阴极，在熔融状态下合金化，合金化的钛铝合金沉在坩埚底部，易于分离；得到的钛铝合金产品为海绵状，易于清洗，杂质含量少，便于下一步加工。【专利说明】
本专利技术涉及，属于合金领域。
技术介绍
钛合金密度低，比强度高，耐腐蚀性、高温下抗蠕变性能和焊接性能良好，且生物 相容性优异，被广泛用于航空航天、航海、化工、发电、汽车、体育休闲、医疗等领域。 采用熔盐电解法制取钛铝合金已有下述几种： 1、以废钛Ti6A14V为可溶阳极，在碱金属氧化物盐系中进行电解制取（高玉璞、郭 乃名，稀有金属，1997)，单用次方法生产的钛铝合金粉中除含铝量很低以外，最主要的缺点 是：不同粒度含铝量不同，颗粒越小，韩亮亮越高，且随阳极回收率增加，含铝量增加，造成 合金粉中含铝量不稳定，又由于铝细化晶粒，造成颗粒过细，含氧量不合格，不能满足制造 结构件的要求。 2、以废钛和铝的机械混合物作为可溶阳极，电解质组成为NaCl-KCl-MgCl2，其中 含有1. 0-1. 5 %的可溶钛盐，进行电解制取钛铝合金粉，采用此法生产处的钛铝合金粉，除 含铝量可做得较高外，同样具有以上各项缺点。这是由于钛、铝虽是机械混合物作为阳极， 但在电解温度下，实际上已完全合金化，生成了钛铝合金，所以不可避免要产生与使用钛合 金完全相同的情况。 3、以废钛、铝为可溶阳极，在NaCl-KCl为主体含有可溶钛盐的熔盐体系中电解制 取钛铝合金粉末，具体为采用钛、铝单金属分隔可溶阳极。然而此方法采取钛、铝分别精炼 再合金的方法制得的金属粉末，合金化不完全，以粉末为形态的阴极产物不好分离，易存留 于熔盐中，产品的夹盐率极高。 因此，寻找一种合金化完全，取易于取出的制备钛铝合金的方法，显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种。 本专利技术，以钛为阳极，液态铝为阴极，在熔盐电解液中进行电 解，制备得到钛铝合金；其中，熔盐电解液由主体熔盐NaCl-KCl和可溶性钛盐组成；熔盐电 解液中按质量比，NaCl-KCl:可溶性钛盐=100:1?10,可溶性钛盐重量以其中钛的质量 计。 进一步的，作为优选方案，熔盐电解液中按质量比，NaCl-KCl:可溶性钛盐= 100:1 ?5。 其中，NaCl-KCl 中，按重量比，NaCl:KCl = 70 ?90 :100 ?120 ;优选为 NaCl:KCl =75 ?85 :100 ?105。 优选地，所述可溶性钛盐为TiClx和钛酸盐中的至少一种；其中，2彡X彡4,钛酸 盐为钛酸1丐、钛酸铁和氟钛酸钠中的至少一种。 进一步的，作为优选方案，所述阳极钛为废钛或海绵钛。 进一步的，电解温度优选为700?800°C;更优选750°C;电解电流优选为2?10A/ cm3 ;更优选为5?10A/cm3。 进一步的，作为优选方案，上述步骤完成后，还对得到的钛铝合金进行浸泡、洗涤、 干燥。 其中，浸泡采用浓度为0. 01?0. 05% v/v的盐酸；洗涤采用50?80% v/v酒精； 干燥采用真空烘干。 本专利技术有益效果： 1、本专利技术采用液态铝做阴极，在熔融状态下合金化，合金化 的钛铝合金沉在坩埚底部，易于分离。对于熔盐电解工艺生产工艺，产品的分离以及后处 理，较为繁琐，此工艺解决了这一问题。 2、现有电解制备钛铝合金工艺的产品多为粉末状，杂质含量高，本专利技术钛铝合金 的制备方法以熔融态合金化，产品为海绵状，易于清洗，杂质含量少，便于下一步加工。 【具体实施方式】 本专利技术，以钛为阳极，液态铝为阴极，在熔盐电解液中进行电 解，制备得到钛铝合金。 其中，为了使熔盐中的钛离子，具有反应的浓度差推动力，熔盐电解液由主体熔 盐NaCl-KCl和可溶性钛盐组成；按质量比，NaCl-KCl:可溶性钛盐=100:1?10 ;优选为 NaCl-KCl:可溶性钛盐=100:1?5 ;可溶性钛盐重量以其中钛的质量计。 其中，NaCl-KCl 中，按重量比，NaCl:KCl = 70 ?90 :100 ?120 ;优选为 NaCl:KCl =75 ?85 :100 ?105。 进一步的，作为优选方案，所述可溶性钛盐为TiClx和钛酸盐中的至少一种， 2 < X < 4,钛酸盐为钛酸|丐、钛酸铁和氟钛酸钠中的至少一种。 进一步的，为了节约成本，所述阳极钛优选为废钛或海绵钛。 进一步的，钛和铝的用量根据目标合金来确定，例如制备TiAl3合金时，加入的钛、 错质量比为1:3。 进一步的，电解温度为700?800°C，优选为750°C;电解电流为2?ΙΟΑ/cm3,优选 为 5 ?10A/cm3。 进一步的，为了清洁钛铝合金，作为优选方案，还对得到的钛铝合金进行浸泡、洗 涤、干燥。作为更优选方案，浸泡采用浓度为〇. 01?〇. 05% v/v的盐酸；洗涤采用50? 80% v/v酒精；并采用真空烘干，以得到纯净的钛铝合金。 下面结合实施例对本专利技术的【具体实施方式】做进一步的描述，并不因此将本专利技术限 制在所述的实施例范围之中。 实施例1 取80g铝块放置于石墨坩埚底部，作为液态阴极。将石墨坩埚置于绝缘的氧化 铝坩埚内，再放置于不锈钢反应器中，以石墨坩埚为阴极。在石墨坩埚再放置制备好的 NaCl-KCl (添加3 % TiCl2)作为整个反应的熔盐体系，其中，按重量比，NaCl: KC1 = 78:100。 取50g废钛板（实际反应为20g)为可溶阳极进行电解。 750°C下，石墨坩埚底部的铝已经成为液态熔融，通入3A的电流，阳极溶解下来的【权利要求】1. ，其特征在于：以钛为阳极，液态铝为阴极，在熔盐电解液中进 行电解，制备得到钛铝合金；其中，熔盐电解液由主体熔盐NaCl-KCl和可溶性钛盐组成；熔 盐电解液中按质量比，NaCl-KCl:可溶性钛盐=100:1?10,可溶性钛盐重量以其中钛的质 量计。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于：熔盐电解液中按质量比， NaCl-KCl:可溶性钛盐=100:1?5。3. 根据权利要求1所述的，其特征在于：所述主体熔盐NaCl-KCl 中，按质量比，NaCl:KCl = 70 ?90 :100 ?120。4. 根据权利要求3所述的，其特征在于：所述主体熔盐NaCl-KCl 中，按质量比，优选为NaCl:KCl = 75?85 :100?105。5. 根据权利要求1所述的，其特征在于：所述可溶性钛盐为TiClx 和钛酸盐中的至少一种；其中，2 < X < 4,钛酸盐为钛酸|丐、钛酸铁和氟钛酸钠中的至少一 种。6. 根据权利要求1所述的，其特征在于：所述阳极钛为废钛或海 绵钛。7. 根据权利要求1?6任一项所述的，其特征在于：电本文档来自技高网...

【技术保护点】
钛铝合金的制备方法，其特征在于：以钛为阳极，液态铝为阴极，在熔盐电解液中进行电解，制备得到钛铝合金；其中，熔盐电解液由主体熔盐NaCl‑KCl和可溶性钛盐组成；熔盐电解液中按质量比，NaCl‑KCl:可溶性钛盐＝100:1～10，可溶性钛盐重量以其中钛的质量计。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闫蓓蕾，何安西，穆天柱，穆宏波，邓斌，赵三超，陈兵，朱福兴，彭卫星，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51