JPH04323336A - Nb−Al合金の製造方法 - Google Patents

Nb−Al合金の製造方法

Info

Publication number
JPH04323336A
JPH04323336A JP8857491A JP8857491A JPH04323336A JP H04323336 A JPH04323336 A JP H04323336A JP 8857491 A JP8857491 A JP 8857491A JP 8857491 A JP8857491 A JP 8857491A JP H04323336 A JPH04323336 A JP H04323336A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
ratio
niobium
aluminum
calcium oxide
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP8857491A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Nayuki
利夫 名雪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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 NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP8857491A priority Critical patent/JPH04323336A/ja
Publication of JPH04323336A publication Critical patent/JPH04323336A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はNb−Al合金の製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】Nb−Al合金は、例えば、融点246
7°Cの金属であるニオブと、融点1660°Cのチタ
ンとの合金であるTi−Nb合金を溶製する際のニオブ
材料(母合金)として用いられる。
【0003】Nb−Al合金の製造方法として、工業的
にはアルミテルミット法が一般的に実施されている。こ
の反応に使用するテルミット炉としては、水冷式銅製る
つぼを使用する場合と、内面にセラミックス・ライニン
グを施した鋼製炉を使用する場合とがあるが、銅るつぼ
はライニングが不要であるという利点を有する反面、生
産規模を大きくすることができず、製造コストの低減が
図れないという欠点があるため、工業的には鋼製炉が使
用されている。
【0004】Nb−Al合金の製造に際しては、ニオブ
原料としてニオブ鉱石を精製して得られる高純度酸化ニ
オブと、還元剤であり且つ合金用金属であるアルミニウ
ム粉末と、増熱剤である塩素酸ソ−ダを均一になるよう
に混合した後、アルミテルミット反応を行うものである
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アルミテルミット反応によるNb−Al合金の製造法に
おいては、特定の条件を設定していないので、溶解温度
とニオブ歩留との関係、或いはアルミテルミット反応熱
とニオブ歩留との関係等が明らかではなく、従って、装
入原料に対して製造されるNb−Al合金の割合が変動
し、Nb歩留は満足される値は得られない。ニオブ鉱石
を精製して製造されるニオブ源である酸化ニオブは高価
なものであり、その歩留のNb−Al合金製造コストに
与える影響は非常に大きい。又、このようなことから、
所定の合金組成のNb−Al合金を製造することも困難
であった。
【0006】更に、Ti−Nb 合金は、線引加工を容
易にするため、窒素含有率を0.015 %以下である
ことが要求されているが、この要求をクリア−するため
には、Nb−Al合金中の窒素含有率を0.02%以下
にする必要がある。しかし、従来技術においては、Nb
−Al合金中の窒素含有率をこの限度以下にすることは
困難である。
【0007】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、ニオブ歩留がよく、且つ窒素濃度が低いアルミテ
ルミット反応によるNb−Al合金の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化ニオブと
、アルミニウム粉末と、酸化カルシウムと、塩素酸ソ−
ダを混合した後、アルミテルミット反応を行わせるに際
して、酸化ニオブに対するアルミニウム粉末の配合比(
重量比であり、以下、Al比と略称する)を0.35〜
0.80にし、生成するスラグのCaO /Al2O3
 組成比が 1/99〜25/75になるように酸化カ
ルシウムを配合し、且つ、次式で定義されるQ値を50
0 〜620 kcal/kgにし、Al含有率4 〜
40wt%のNb−Al合金を得ることを特徴とするN
b−Al合金の製造方法である。
【0009】
【数2】
【0010】
【作用】原料である酸化ニオブ(Nb2O5 )と、還
元剤であり且つ合金用金属であるアルミニウム粉末をテ
ルミット炉に装入し、大気中でテルミット反応させる。 その反応は、次式で表せる。 Nb2O5 +Al+αAl  →  (αAl・Nb
)+Al2O3 +Qここで、αAlは合金用Alでα
はNb−Al合金中のAl含有率によって決められる係
数である。また、Qはテルミット反応による発生熱であ
る。
【0011】前述のように、Nb−Al合金は、高融点
であるニオブを含む合金(例えば、Ti−Nb合金のよ
うに、合金成分の融点が非常に異なる合金)の製造に際
して母合金として使用される。Nb−Al合金が母合金
として使用される理由は、Ti−Nb合金をできるだけ
低い温度で溶製するためであり、その融点がチタンの融
点に近く、又、Alは容易に蒸発させて除去することが
できるためである。
【0012】このような母合金としてNb−Al合金を
使用する場合、その合金中のAl含有率は4 〜40w
t%程度であるのがよい。Al含有率が4 wt%未満
であると、その融点が未だ高く上記の目的を達し得ない
。又、Al含有率が40wt%を超えると、例えば、T
i−Nb合金の際のように、合金成分ではない不要なA
lの蒸発に多くの時間を要するともに、合金成分の歩留
の低下をも来たす。
【0013】Al比を0.35〜0.80にした理由は
、この配合比の範囲においてAl含有率が4 〜40w
t%のNb−Al合金が得られるためである。Al比が
0.35ではAl含有率が4 wt%のNb−Al合金
が得られ、Al比が0.80ではAl含有率が40wt
%のNb−Al合金が得られる。
【0014】本発明においては、配合原料中に酸化カル
シウムを添加することによって、製品合金中の窒素含有
率を低下させている。この酸化カルシウムが窒素含有率
を低下させる作用は定かではないが、合金製造時におい
て溶解しようとする窒素を吸収するためであろうと思わ
れる。このため、酸化カルシウムの添加量は多い程窒素
低減の効果は大きいが、その量が少量であっても効果を
発揮する。
【0015】酸化カルシウムの配合を、生成するスラグ
のCaO /Al2O3 組成比が 1/99〜25/
75になるようにしているが、上記のように、酸化カル
シウムの添加は少量でもよいので、その組成比が 1/
99程度でもよい。しかし、酸化カルシウムの添加を多
量にすると、窒素低減の効果が上がる反面、全体の配合
原料量が多くなるため、余分な発熱量を必要とし、熱効
率が低下する。又、配合原料量が多くなることによって
、反応時の飛散ロスも多くなり、歩留の低下を来す。こ
のため、CaO /Al2O3 組成比の上限は25/
75程度にするのが適当である。
【0016】Q値を500 〜620 kcal/kg
にした理由は、Q値=500 kcal/kg未満では
、反応熱が不十分のため溶解温度が低く、ニオブ歩留は
低くくなる。又、Q値=620 kcal/kgを超え
ると、反応が急激になり過ぎ、配合された原料の飛散等
が起こり、ニオブ歩留は低下する傾向にある。
【0017】
【実施例】図1、図2及び図3は、本発明者が実施した
実験結果に基づいて作成した図であり、これらの図を参
照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。図
1はNb−Al合金のAlの含有率(wt%)とAl比
との関係を示す図である。又、図2はQ値とNb−Al
合金のNb歩留との関係を示す図である。図3はQ値と
Nb−Al合金中のN%との関係をスラグ組成比(Ca
O /Al2O3 )をパラメ−タにして示した図であ
る。
【0018】図1によれば、Al比を変えれば、所望の
Al含有率(本発明では、4 wt%〜40wt%の範
囲)のNb−Al合金を得ることができる。
【0019】図2によれば、Nb歩留は、Q値が500
 〜620 kcal/kgの範囲で略最大になり、そ
の両側においてはいずれも低くなる。本発明においては
、Nb歩留が80%以上にすることを目標にしているが
、Nb歩留が80%以上のQ値は500 〜620 k
cal/kgの範囲で得られる。
【0020】そして、図1によって所望のAl含有率を
得ることができるAl比を求め、このAl比の下で、更
に、できるだけNb歩留のよい条件を求める。このNb
歩留は、図2のQ値から求める。
【0021】図3において、直線aはスラグ組成比(C
aO /Al2O3 )が25/75の場合、同様に、
直線bは20/80、直線cは15/85、直線dは 
5/95、直線eは 1/99、直線fは 0/100
 の場合を示す。このように、Q値が大きくなる程Nb
−Al合金中のN%は減少し、又、スラグ組成比(Ca
O /Al2O3 )のCaO の比率が多くなる程N
b−Al合金中のN%は減少する。
【0022】この図3で明らかなように、Nb−Al合
金中のN%とQ値及びスラグ組成比(CaO /Al2
O3 )との関係が上記のごとくであるので、Nb−A
l合金中のN%を0.02%以下にするためには、Q値
を500 〜620 kcal/kgにし、且つスラグ
組成比(CaO/Al2O3 )が1/99〜25/7
5になるようにすればよい。
【0023】上述のようにして、求められたAl比、Q
値及びスラグ組成比に従って、装入すべき原料すなわち
、ニオブ原料である酸化ニオブ、還元剤であり且つ合金
用金属であるアルミニウム粉末、合金中の窒素調整剤で
ある酸化カルシウム、増熱剤である塩素酸ソ−ダを配合
する。この原料配合は、図1、図2、図3によって一義
的に決定できるが、実際の生産に当たっては、その製造
量、製造設備、原料の品質等からみて最適の条件を選定
する。
【0024】次に本発明の方法によってNb−Al合金
を製造した具体的実験例を表1及び表2によって説明す
る。 これらの実験はAl含有率及びN含有率の異なるNb−
Al合金を製造した結果である。なお、表1及び表2に
は、従来の方法による実験結果についても併記し、両者
の結果を比較した。
【0025】表1は、酸化ニオブ、アルミニウム粉末、
酸化カルシウム等の原料及び増熱剤の配合重量に対する
、Al比との関係、Q値との関係、及び生成したスラグ
組成との関係を示している。この表で明らかなように、
従来の方法においては、窒素調整剤である酸化カルシウ
ムの添加をしていない。なお、表1の酸化ニオブは、パ
イクロア−、コロンバイト等のニオブ鉱石をNb2O5
 ;98〜99wt%に精製したものを使用した。
【0026】表2は、表1の条件にしたがって製造され
たNb−Al合金の重量と組成、及びNb歩留について
示してある。表2によれば、実施例及び比較例の何れに
おいても、Nb歩留はいずれも80wt%以上が達成さ
れる。しかし、N%については、実施例ではすべてが0
.02%以下になっているのに対し,比較例では何れの
場合においても、0.02%以下のものは得られなかっ
た。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【発明の効果】本発明は、酸化ニオブに対するアルミニ
ウム粉末の配合比を0.35〜0.80にすると共に、
前述の定義によるQ値を500 〜620 kcal/
kgにし、且つ、スラグ組成比(CaO /Al2O3
 )が 1/99から25/75になるように装入原料
を配合し、アルミテルミット反応を行う方法であるので
、その製造時のニオブ歩留が高く、且つN含有率が低い
Nb−Al合金が製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるNb−Al合金のAlの含有率
(wt%)とAl比との関係を示す図である。
【図2】本発明におけるQ値とNb−Al合金のNb歩
留との関係を示す図である。
【図3】本発明におけるQ値とNb−Al合金中のN%
との関係をスラグ組成比(CaO /Al2O3 )を
パラメ−タにして示した図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  酸化ニオブとアルミニウム粉末とをテ
    ルミット反応炉に装入し、アルミテルミット反応をさせ
    てNb−Al合金を製造する方法において、酸化ニオブ
    と、アルミニウム粉末と、酸化カルシウムと、塩素酸ソ
    −ダを混合した後、アルミテルミット反応を行わせるに
    際して、前記酸化ニオブに対する前記アルミニウム粉末
    の配合比(重量比)を0.35〜0.80にし、生成す
    るスラグのCaO/Al2O3 組成比が 1/99〜
    25/75になるように前記酸化カルシウムを配合し、
    且つ、次式で定義されるQ値を500 〜620 kc
    al/kgにし、Al含有率4 〜40wt%のNb−
    Al合金を得ることを特徴とするNb−Al合金の製造
    方法。 【数1】
JP8857491A 1991-04-19 1991-04-19 Nb−Al合金の製造方法 Pending JPH04323336A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8857491A JPH04323336A (ja) 1991-04-19 1991-04-19 Nb−Al合金の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8857491A JPH04323336A (ja) 1991-04-19 1991-04-19 Nb−Al合金の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04323336A true JPH04323336A (ja) 1992-11-12

Family

ID=13946628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8857491A Pending JPH04323336A (ja) 1991-04-19 1991-04-19 Nb−Al合金の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04323336A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1174083A (en) Process for the preparation of alloy powders which can be sintered and which are based on titanium
US4390365A (en) Process for making titanium metal from titanium ore
US4468248A (en) Process for making titanium metal from titanium ore
JP5124275B2 (ja) マグネシウム還元金属粉末からのマグネシウムの除去
KR20160010874A (ko) 금속 함유 분말을 제조하기 위한 공정
US20190241994A1 (en) Method for preparing titanium alloys based on aluminothermic self-propagating gradient reduction and slag-washing refining
CN112981141A (zh) 一种四氯化钛精制尾渣制备钒铁合金的方法
JPS5956540A (ja) 高純度の金属又は金属合金の製造方法
EP0360792A4 (en) Process for making zero valent titanium from an alkali metal fluotitanate
JPH0238545B2 (ja)
US3914113A (en) Titanium carbide preparation
JPH04323336A (ja) Nb−Al合金の製造方法
RU2455379C1 (ru) Способ выплавки низкоуглеродистых марганецсодержащих сплавов
CN117684037A (zh) 一种用于再生铜合金熔体处理的添加剂及其制备方法和使用方法
US4445932A (en) Method of recovering ferronickel from oxidated nickel ores
CN112981154B (zh) 一种钒钛铝合金的制备方法
US4581065A (en) Process for the metallo-thermic reduction of beryllium oxide, beryllium minerals, as well as mixtures of beryllium containing metal oxides
US3786133A (en) Titanium carbide preparation
CN107828978A (zh) 用于钛铝合金的生产方法
CN108517457B (zh) 一种含稀土合金的制备方法
SU1418345A1 (ru) Способ получени ферротитана
US2616797A (en) Alloy for the preparation of titanium-boron steel
JPH0215618B2 (ja)
RU2549820C1 (ru) Способ алюминотермического получения ферросплавов
CN117363912B (zh) 一种铝钛硼丝中间合金熔炼生产工艺