钛铝硅合金材料及其制备方法

本身发明涉及一种钛铝硅合金材料及其制备方法，所述合金材料包括以下质量百分比的成分：35%～60%的Ti，25%～50%的Al，5%～15%的Si，5%～10%的O，1.0%以下的Fe，1.0%以下的Mn。所述合金材料的制备方法为破碎：将50钛渣磨碎；预热：将破碎后的50钛渣与造渣剂放入烘箱里面100℃～300℃加热3小时～5小时；配料与混合：将预热后得到的物料与还原剂和发热剂按比例配料并混合后放入冶炼炉；冶炼：对配料与混合好后的物料进行冶炼，冶炼结束后进行冷却、起锭，除去合金表面的炉渣。本发明钛铝硅合金材料性能好，原料来源广泛，成本低廉。本发明钛铝硅合金材料的制备方法，工艺和设备简单、成本低，生产效率更高，能够进行大规模工业化生产。

1.一种钛铝硅合金材料，其特征在于：所述合金材料包括以下质量百分
比的成分：35％～60％的Ti，25％～50％的Al，5％～15％的Si，5％～10％的
O，1.0％以下的Fe，1.0％以下的Mn。
2.如权利要求1所述的钛铝硅合金材料，其特征在于：所述合金材料采
用50钛渣、还原剂、造渣剂和发热剂制备，其质量百分比为：48.2％～58.7％
的50钛渣，17.8％～24.5％的还原剂，11.5％～12.6％的造渣剂，12.0％～14.7％
的发热剂。
3.如权利要求2所述钛铝硅合金材料，其特征在于：所述造渣剂以石灰
为基体与苏打、氧化钡组成的三元复合造渣剂，其质量百分比为：77.0％～
83.3％的石灰，12.5％～15.4％的苏打和4.16％～7.70％的氧化钡；所述发热剂
主要由氯酸钾、过氧化钡、氯酸钠中的一种或几种混合而成。
4.如权利要求2所述钛铝硅合金材料，其特征在于：所述50钛渣的成分
质量百分比为40％～60％的TiO₂，10％～20％的SiO₂，5％～10％的MgO，10％～
15％的Al₂O₃，10％～15％的CaO，1％～3％的FeO，1％～3％的MnO，粒度4
0目～100目；
所述造渣剂的成分质量百分比为：97％～99％的CaO，1％～3％的SiO₂，
粒度为40目～80目；
所述还原剂采用铝粉，其成分质量百分比为：96％～99％的Al，0.5％～3.0％
的Si，0.2％～1.5％的Fe，粒度为40目～100目；
所述发热剂采用有效成分为97％～99.5％的氯酸钾，粒度为60～100目。
5.一种实施如权利要求1至4任一所述的钛铝硅合金材料的制备方法，
其特征在于，步骤如下：
破碎：将50钛渣磨碎至粒度为40目～100目；
预热：将破碎后的50钛渣与造渣剂一起放入烘箱里100℃～300℃加热3～
5小时，以除去其中的水分及有机杂质；
配料与混合：将预热后得到的物料与还原剂和发热剂按一定比例配料并混
合均匀后放入冶炼炉内；
冶炼：将配料与混合好后的物料在所述冶炼炉内并通过点火设备点燃点火
剂，进行冶炼，冶炼结束后再进行冷却、起锭，除去合金表面的炉渣，即可
得到钛铝硅合金。
6.如权利要求5所述的钛铝硅合金材料的制备方法，其特征在于：所述
50钛渣是采用球磨机磨碎。
7.如权利要求5所述的钛铝硅合金材料的制备方法，其特征在于：所述
点火设备为调压器，其采用电点火方式点燃所述点火剂；
所述点火剂采用过氧化钡和铝粉的混合物，所述过氧化钡和铝粉的质量比
为1.5:1～2:1。
8.如权利要求5所述的钛铝硅合金材料的制备方法，其特征在于：所述
冶炼是在敞口竖式冶炼炉中进行，所以冶炼过程中为了减少合金增氧，需要
在高温熔体表面覆盖一层保护渣进行保护；所述竖式冶炼炉，炉子尺寸高径
比为1.5:1～3.0:1，冶炼温度范围为1500℃～2000℃，冶炼时间为2min～3min。
9.如权利要求5所述的钛铝硅合金材料的制备方法，其特征在于：所述
冷却采用的是自然冷却或急冷的方法。