JPS60228632A - チタン合金の製造方法 - Google Patents

チタン合金の製造方法

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JPS60228632A
JPS60228632A JP60050723A JP5072385A JPS60228632A JP S60228632 A JPS60228632 A JP S60228632A JP 60050723 A JP60050723 A JP 60050723A JP 5072385 A JP5072385 A JP 5072385A JP S60228632 A JPS60228632 A JP S60228632A
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JP
Japan
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alloy
weight
titanium
prealloy
titanium alloy
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Pending
Application number
JP60050723A
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English (en)
Inventor
ヘルマン、アンデルフアー
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ELEKTROMETALLURGIE GmbH
FUYUURU EREKUTOROMETARUURUGII MBH G
Original Assignee
ELEKTROMETALLURGIE GmbH
FUYUURU EREKUTOROMETARUURUGII MBH G
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03Making non-ferrous alloys by melting using master alloys

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

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】 発明の技術分野 本発明は、予備合金を使用してチタン以外に合金要素5
nXZr、MO,Alおよび場合によってはSlを含ん
だチタン合金を製造する方法に関する。
本発明は、このようなチタン合金の製造のために使用で
きる特殊な予備合金に関する。特に組成T1− 6 A
l −2Sn −4Zr −2Mo 、 Ti −6A
l −2Sn −42r −2Mo −0,ISiのチ
タン合金に関する( AM34975 B 、 196
BおよびAMS 4976 A 、 1968参照)。
このようなチタン合金は、特に航空機および宇宙技術に
使われる。多くの用途につ(・てこれらチタン合金には
、合金要素の割合に関しかつ純度に関して極度の要求が
課される。
従来技術 前記組成のチタン合金を作るため一般に海綿状チタンを
、例えばA、lおよびMo fベースにした2物質予備
合金および海綿状ZrとしたZrおよびSnのような金
属成分と混合する。混合物は加]ニされ、溶融電極にな
り、これら溶融電極は、真空アーク炉において溶融され
インゴットになる。十分な均一度のチタン合金を得るた
めには、くり返し溶融が必要である(メタル36.19
82.659頁から)。
もちろんチタン合金の製造のため、Alの他に要素Zr
、 Mo、 Tiおよび残りとして通常の添加物を含ん
だ予備合金も周知である。しかしこれら周知の予備合金
は、合金要素に関するチタン合金すべての要求を満たし
ているわけではない。従ってチタン合金を作るためには
、別の要素を加えなければならない。また予備合金中の
合金要素は、チタン合金中の合金要素の割合になってい
るわけでもない。製造はテルミット法で行われる(ドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第2821406号明細書〕
あらゆる公知の処置に対して、できあがったチタン合金
は、しばしば合金要素の割合についてかつ純IWについ
て要求を満たしていないということがあてはまる。特に
障害になる程多量の窒化物包含物が検出される。予備合
金ではカバーされない別の合金要素を加えた場合、さら
にチタン合金中にひんばんに酸素が混入してしまい、そ
れにより直接的にまたは酸化物包含物が形成されるので
支障がある。
発明の1]的 本発明の課題は、どのようにして前記組成のおよびその
他のチタン合金が、極めて正確な合金要素の割合および
極めてわずかな不純物含有量で製造できるかを示すこと
にある。臂に窒化物が支障ないように、かつ酸素含有量
が多すぎないようにする。
発明の構成 この課題を解決するため、本発明は次のことを示1−で
いる。すなわち予備合金から構成した溶融電極を用いた
真空アーク炉内で、合金要素A11Sn XZr 、’
 Moを含んだチタン合金を製造する方法において、 5n13−15重量%、 Zr27〜29重R%、 MO13〜15重量%、 At 。
残り合計0.5重量%を越えない不可避の添加物 の組成の予備合金を使用し、また予備合金中のチタンを
除いたチタン合金のすべての合金要素を、チタン合金中
の合金要素の重量%の比に相当するっている。本発明に
よる予備合金を使用する場合、通常の混合規則に注意す
ることは明らかである。
さらに本発明の範囲内において時にはチタン合金に合金
要素゛をわずかに修正添加することがあるが、これが結
果に影響ないことは明らかで゛ある。
合金要素AI XSn 1Zr % Moの他にSjも
含むチタン合金を作るため、次のようにして本発明が実
現される。すなわち予備合金は、0.5〜0.6重用%
の範囲のSjを例加的に含み、しかも製造すべきチタン
合金中の81も含めた合金要素型M%の比に相当する割
合で含む。予備合金内の要素(Atも含めて)を、予備
合金の溶融点がチタンのものより低くなるように調節す
ることは容易に可能である。それにより真空アーク炉内
で予備合金から出た要素を添加することが容易になり、
かつ極めて均一な製品が得られる。これに関連して予備
合金が均一な組成とどこでも同し粒度を有することは有
利である。前記予備合金の溶融点は1400”Cないし
1450°Cである。
特にガス含有量の少ないチタン合金を作るため、例えば
+1.001ないし0.005%のNおよび0.04な
いし0 、06%の0の特にわずかなガス含有量を有し
かつ特殊な方法で作られた予備合金を使用すると有利で
ある。そのため本発明によれば、2段法で作られた予備
合金を使用し、その際第1段階でMOとA7から成る中
間合金を原料からテルミット法で作り、At含イf晴は
少なくとも15市打1%て゛あり、かつその際中間合金
と予備合金の別の要素とを、場合によってはそれ以−1
−〇Al含有用のチタン合金も含めて真空誘導炉に装入
し、それにより予備合金を浴融し、ガス抜きし、かつ酸
化アルミニウム包含物を除去する。予備合金を1203
/MgO/尖晶石−ろつぼ内で溶融し、誘導による浴運
動およびほぼ1400°Cの溶融温度の際ガス抜き後酸
化アルミニウム包含物を分離するまで液状に維持すると
有利である。
得られた利点は次の通りである。すなわぢ将別の条件に
注意して前記予備合金を使用した場合、おどろくべきこ
とに極めて正確な割合で合金要素が含まれ、かつ不純物
を極めてわずかしか含まない点で優れており、特にもは
や障害となる窒化物を含まないチタン合金が得られた。
実施例 7.02 kgのMoA4 (72,22%MO)12
.88kgのA1粒状金属 (99,7%A! )4.
80に9のSn金属 (99,9%Sn )9.72k
gのZr金属 (99,0%Zr )を真空誘導炉に挿
入する。
挿入物を溶融し、ガス抜きし、かつアルゴン保護ガス中
で%時間にわたって液状に維持する。その際液状浴中の
温度は1450°Cに調節する。アルゴン保護ガス中1
450°Cで注ぎ出す。冷却は、アルゴン200トルで
2時間以上行う。
作られたもの: 34.4 kgのAlAl−3n−Zr−6−2−4−
2,42,1%のAl 、0.007%の014.8%
のSn 0.002%のB 28.15%のZr 0.002%のW14.6%のM
o’ 0.003%のPbO108%のFθ 0.06
%のO O,04%のSi 0.001%のN を含む。
Si金民99.7%S1を添加することにより、合金の
81含有量は管理された値に調節できる。
−9〜 本実施例に挙げた使用計に対して0.I91CgのS]
金金属添加すれば、多物質予備合金中に0 、56%S
1の予測した値が得られる。
これら合金から作られた溶融電極により、AM3497
5 B (1968)またはAMS 4976 A (
1968)による初めに述べたチタン合金が、真空アー
ク炉内において極めて高い純度でかつ特に障害となる酸
素含有量を含まずかつ障害となる窒化物包含物を含まず
に溶融できる。
個別的には次のように作業する。予備合金の製造のため
第1段階において、特殊な燃焼容器内のテルミット法還
元によりMoAA合金が作られる。
そのため99.9%以」−のM2O3を含む純粋な酸化
モリブデン(M)を、99.8%A、lの純度のアルミ
ニウムと親密に混合し、かつ初期点火により燃焼容器内
で反応させる。発熱反応によって金属とフランダムスラ
グの支障ない分離が確実に行われる。
スラグの粘度を低下させる付加的な融剤はなくともよい
。このことは、融剤を添加すれば合金を汚染する危険が
排除できないので有利である。還元10− のため理論混合比のアルミニウム充てんの他に、72〜
75%のMoと25〜28%のAlを含む合金を生じろ
ように過剰量の添加を見積る。このMoAl 75:2
5の製造は、500に9までの金属重量のブロックの大
きさで行う。
それから第2段階において、真空誘導炉内で予備合金の
溶融を行う。そのため支障なく清潔なM。
Al75 : 25、アルミニウム99.7%A/ 、
ジルコン金属、純すずおよび場合によってはクロム金属
99.3%Orから成りテルミット法生成物から成る使
用材料を、真空ゲートを介してAl2O3/MgO/尖
晶石−ろつぼ内へ入れて溶融する。ガス抜き後100ト
ルのアルゴン保護ガスふん囲気において長時間液相に維
持し、かつ誘導浴運動により精製効果が得られ、それに
よりテルミット法予備合金からAl2O3包含物を除去
することができる。さらにこの浴運動により最適な均一
度が得られる。すべての溶融過程は正確に管理され、か
つその際特に溶融温度に注意し、テルミット法反応の際
どうしても生じる過熱を避けるようにする。この第2段
階では還元処理は行わない。100トルのアルゴン[4
iガス中で銅鋳型に注ぎ出す。合金の冷却は、200ト
ルのアルゴン中で行う。作られた多物質予備合金は、問
題なく粉砕でき、かつ溶融電極に加工できる。
本発明は、前記予備合金にも関する。
ル、ハフソング 代理人弁理士 1) 代 盃 治

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)予備合金から構成した溶融電極を用いた真空アー
    ク炉内で、合金要素Al、 Sn、 Zr、 Moを含
    んだチタン合金を製造する方法において、5n13〜1
    5重量%、 Zr 27〜29重量%、 Mo 13〜15重量%、 Al 。 残り合計0.5重量%を越えない不可避の添加物 の組成の予備合金を使用し、また予備合金中のチタンを
    除いたチタン合金のすべての合金要素を、チタン合金中
    の合金要素の重量%の比に相当する割合で含ませること
    を特徴とする、チタン合金の製造方法。
  2. (2)合金要素A/、 5nSZr、 MoおよびSl
    を含み、予備合金が0.5ないし0.6重量%の範囲の
    81を含むような割合で含み、しかも製造すべきチタ 
    1− ン合金中の81も含めた合金要素の重量%の比に相当す
    る割合で含む、特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)チタンのものより低い溶融点を有する予備合金を
    特徴する特許請求の範囲第1または2項記載の方法。
  4. (4)2段法で作られた予備合金を使用し、その際第1
    段階でMoとAlから成る中間合金を原料からテルミッ
    ト法で作り、Al含有量は少なくとも15重量%であり
    、かつその際中間合金と予備合金の別の要素とを、場合
    によってはそれ以上のAl含有量のチタン合金も含めて
    真空誘導炉に装入し、それにより予備合金を溶融し、ガ
    ス抜きし、かつ酸化アルミニウム包含物を特徴する特許
    請求の範囲第1〜3項の1つに記載の方法。
  5. (5)Alzoi / MgO/尖晶石−るつぼ内で溶
    融した予備合金を使用し、誘導による浴連動の際ガス抜
    き後酸化アルミニウム包含物を分離するまで液状に維持
    する、特許請求の範囲第4項記載の方法。
  6. (6)合金要素A/ 、 ’Sn SZr SMOを含
    み、 2− 5n13〜]5重量%、 Zr27〜29重量%、 MO13〜15重量%、 At。 残り合計0.5重量%を越えない不可避の添加物の組成
    であることを特徴とする、チタン合金を製造するための
    予備合金。 (’y)slを含むチタン合金を製造するため、0.5
    ないし0.6重量%の範囲の81を含む、特許請求の範
    囲第6項記載の予備合金。
JP60050723A 1984-03-16 1985-03-15 チタン合金の製造方法 Pending JPS60228632A (ja)

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DE3409616C2 (ja) 1989-01-12
GB2155957A (en) 1985-10-02
DE3409616A1 (de) 1985-09-19
US4582533A (en) 1986-04-15
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