一种钛合金熔炼用坩埚制造技术

本发明专利技术属于耐火材料技术领域，具体涉及一种钛合金熔炼用坩埚。提出的一种钛合金熔炼用坩埚，其特征在于：所述坩埚的原料组成及重量百分比为：二硼化锆30‑50%，电熔稳定氧化锆20‑40%，氧化钇10‑20%，氮化钛为5‑10%，结合剂外加，加入量为原料总量的5%。本发明专利技术大幅度降低了能耗，提高了合金收得率，降低了能耗，同时不会对金属液产生污染。

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金熔炼用坩埚
本专利技术属于耐火材料
，具体涉及一种钛合金熔炼用坩埚。
技术介绍
钛及其合金具有优异的性能，如比强度高、耐腐蚀、耐高温以及良好的综合工艺性能等，在现代工业及科学
内日益成为引人瞩目的材料，在宇航、航空、石油、化工、轻工、冶金、机械、能源等许多部门得到了应用。与相同领域中使用的不锈钢、铜合金、镍基合金相比，长期以来，人们一直认为钛及钛合金并不具备成本优势，因此延缓了钛及钛合金材料推广应用的速度及范围。钛合金不能得到广泛的应用，主要是碍于其高昂的价格。在其成本构成之中，熔炼费用占30%～40%。目前工业上多选用自耗电极电弧炉配搭强制水冷铜坩埚熔炼钛合金，也有采用冷坩埚感应凝壳熔炼配搭强制水冷铜坩埚，但都存在如下问题：铜的热导率很高，纯铜热导率为401W/(m·K)，在加上水的强制冷却，因此使用水冷铜坩埚冶炼钛合金会带走大量热量，造成热场不均匀，使得钛合金组织不均匀，合金收得率低，并且严重浪费能源，效率低，造成钛合金成本居高不下。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提出一种钛合金熔炼用坩埚。本专利技术为完成上述目的采用如下技术方案：一种钛合金熔炼用坩埚，所述坩埚的原料组成及重量百分比为：二硼化锆30-50%，电熔稳定氧化锆20-40%，氧化钇10-20%，氮化钛为5-10%，结合剂外加，加入量为原料总量的5%。所述坩埚的原料组成及重量百分比为其最佳配比为：二硼化锆40%，电熔氧化钙稳定氧化锆30%，氧化钇20%，氮化钛为10%。所述的二硼化锆平均粒度为15μm，电熔稳定氧化锆平均粒度为0.045mm，氧化钇平均粒度为2μm，氮化钛平均粒度20μm。所述的二硼化锆纯度大于99%，电熔氧化锆中氧化锆含量大于93%，氧化钇纯度大于99%，氮化硼纯度大于99%。所述的电熔氧化锆为电熔氧化钙稳定氧化锆或氧化钇稳定氧化锆中的一种。所述的结合剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、亚硫酸纸浆废液中的一种。一种钛合金熔炼用坩埚制备方法，将所有原料按配比称量后，加入结合剂，经混炼机混合均匀，经等静压机120MPa压力成型，200℃下干燥5小时，而后1700℃热处理，保温5小时，得到成品坩埚。本专利技术提出的一种钛合金熔炼用坩埚利用二硼化锆、电熔稳定氧化锆、氧化钇、氮化钛为主要原料制备坩埚，原料中二硼化锆热导率高达24W/m·K，具有良好抗热冲击性；电熔氧化锆是重要的耐高温原料，化学性质稳定，高温下与原料中的氧化钇发生固溶反应，可提高其抗热冲击性；氮化钛是相当稳定的金属化合物，高温下不与金属钛发生反应，且与金属液润湿小，可提高坩埚的抗侵蚀性。本专利技术采用无机非金属材料制备坩埚，相对于水冷铜坩埚，其热导率远低于铜坩埚的热导率，基本在15W/(m·K)以下，且采用本坩埚熔炼钛合金时，不需要水冷却，坩埚散热主要方式为辐射传热，远低于冷却水带走的热量，从而大幅度降低了能耗，因此采用本坩埚熔炼钛合金时，坩埚内热场均匀，使钛合金组织结构均匀，提高了合金收得率，降低了能耗，同时不会对金属液产生污染。具体实施方式实施例1：一种钛合金熔炼用坩埚，配料组成重量百分比为：二硼化锆30%，电熔氧化钙稳定氧化锆40%，氧化钇20%，氮化钛为10%，结合剂为聚乙烯醇，外加加入量为原料总量的5%。将所有原料按配比称量后，加入结合剂，经混炼机混合均匀，经等静压机120MPa压力成型，200℃下干燥5小时，而后1700℃热处理，保温5小时，得到成品坩埚。实施例2：一种钛合金熔炼用坩埚，配料组成重量百分比为：二硼化锆40%，电熔氧化钙稳定氧化锆30%，氧化钇20%，氮化钛为10%，结合剂为羧甲基纤维素，外加加入量为原料总量的5%。将所有原料按配比称量后，加入结合剂，经混炼机混合均匀，经等静压机120MPa压力成型，200℃下干燥5小时，而后1700℃热处理，保温5小时，得到成品坩埚。实施例3：一种钛合金熔炼用坩埚，配料组成重量百分比为：二硼化锆50%，电熔氧化钙稳定氧化锆30%，氧化钇15%，氮化钛为5%，结合剂为羧甲基纤维素，外加加入量为原料总量的5%。将所有原料按配比称量后，加入结合剂，经混炼机混合均匀，经等静压机120MPa压力成型，200℃下干燥5小时，而后1700℃热处理，保温5小时，得到成品坩埚。实施例4：一种钛合金熔炼用坩埚，配料组成重量百分比为：二硼化锆50%，电熔氧化钙稳定氧化锆20%，氧化钇20%，氮化钛为10%，结合剂为亚硫酸纸浆废液，外加加入量为原料总量的5%。将所有原料按配比称量后，加入结合剂，经混炼机混合均匀，经等静压机120MPa压力成型，200℃下干燥5小时，而后1700℃热处理，保温5小时，得到成品坩埚。实施例5：一种钛合金熔炼用坩埚，配料组成重量百分比为：二硼化锆50%，电熔氧化钇稳定氧化锆30%，氧化钇10%，氮化钛为10%，结合剂为亚硫酸纸浆废液，外加加入量为原料总量的5%。将所有原料按配比称量后，加入结合剂，经混炼机混合均匀，经等静压机120MPa压力成型，200℃下干燥5小时，而后1700℃热处理，保温5小时，得到成品坩埚。实施例6：一种钛合金熔炼用坩埚，配料组成重量百分比为：二硼化锆45%，电熔氧化钇稳定氧化锆35%，氧化钇10%，氮化钛为10%，结合剂为羧甲基纤维素，外加加入量为原料总量的5%。将所有原料按配比称量后，加入结合剂，经混炼机混合均匀，经等静压机120MPa压力成型，200℃下干燥5小时，而后1700℃热处理，保温5小时，得到成品坩埚。按实施例1-6制备坩埚1-6，其1000℃平均热导率如下：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛合金熔炼用坩埚，其特征在于：所述坩埚的原料组成及重量百分比为：二硼化锆30‑50%，电熔稳定氧化锆20‑40%，氧化钇10‑20%，氮化钛为5‑10%，结合剂外加，加入量为原料总量的5%。

【技术特征摘要】
1.一种钛合金熔炼用坩埚，其特征在于：所述坩埚的原料组成及重量百分比为：二硼化锆30-50%，电熔稳定氧化锆20-40%，氧化钇10-20%，氮化钛为5-10%，结合剂外加，加入量为原料总量的5%。2.如权利要求1所述的一种钛合金熔炼用坩埚，其特征在于：所述坩埚的原料组成及重量百分比为其最佳配比为：二硼化锆40%，电熔氧化钙稳定氧化锆30%，氧化钇20%，氮化钛为10%。3.如权利要求1所述的一种钛合金熔炼用坩埚，其特征在于：所述的二硼化锆平均粒度为15μm，电熔稳定氧化锆...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国齐，杨文刚，李红霞，钱凡，于建宾，马天飞，马渭奎，
申请(专利权)人：中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41