钛铁工艺简述及市场状况_百度文库
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钛铁工艺简述及市场状况
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第一部分：《正版图书——钛铁矿熔炼钛渣与生铁技术》出版社最新出版图书&
第1章&铁的钛酸盐矿原料和钛渣下游产品
第2章&熔炼的还原过程与传输过程（上）——铁钛复合氧化物的碳热还原势力学与动力学
第2章&熔炼的还原过程与传输过程（上）——传输过程与钛渣熔炼宏观动力学
第3章&TiO2渣系
第4章&熔炼的多渣熔池特性
第5章&电炉炉气净化
第6章&电极与短网
第7章&炉子的电气运行
第8章&熔炼工艺与技术
第9章&炉前钛渣加工和钛铁水增值处理
第二部分：《正版光盘——钛铁矿工艺技术及铁钛应用方法大全&》光盘，包含以下目录所对应内容，几乎涵盖了所有这方面的内容。&
光盘内容介绍　目录如下：&
1、三层类钙钛矿结构铁电－铁磁功能复合体及其制备方法
2、三层类钙钛矿结构铁电－铁磁功能复合体的新制备方法
3、一种钛铁矿的分离方法
4、复合铁钛粉防锈漆
5、铁电存储器材料钙钛矿型SrBi2Ta209陶瓷粉末的制备方法
6、钛白废副硫酸亚铁生产氧化铁红颜料的方法
7、钛白废副硫酸亚铁生产氧化铁黄颜料的方法
8、含钛铬耐磨铸铁及其热处理工艺
9、应用于金属铁电氧化物和硅单管单元存储器的具有钛缓冲层的高-k栅氧化物
10、具有磁电性能的聚偏氟乙烯/锆钛酸铅/铽镝铁薄片复合材料及制备
11、炼钢用的微硅低碳低磷低硫锰铝钛铁合金
12、钛白废酸及钛白副产品硫酸亚铁处理焚烧灰渣的方法
13、纤铁矿钛酸钾镁及其制备方法以及摩擦材料
14、钛合金表面抗氧化的铝-铜-铁-铬准晶涂层的制备
15、用作炼钢脱氧与合金化的铝锰钛铁合金
16、低硅钛铁及其制备方法
17、低镍钒钛多元合金耐磨铸铁
18、煤系硬质高岭岩磁种法除铁钛工艺
19、一种高钛铁的制备方法
20、用钒钛矿高炉冶炼全钒钛磁铁矿的开炉方法
21、利用钛白粉厂废酸液生产硫酸钾碳酸亚铁和复合肥料的方法
22、用含硅酸、钛酸和铁的氢氧化铝制备铝的方法及该方法用于制备铝和铝合金
23、钙钛矿型氧化物铁电体-C60复合材料及其制备方法、
24、发动机缸体用稀土钒钛合成铸铁及其生产方法
25、硅锰钛硼球墨铸铁磨球及其生产方法
26、用于将钛板与铁类金属焊接的方法
27、利用钛铁锰合金制备超纯氢的方法和装置
28、钒钛铸铁钢锭模
29、铸造用钛铁矿砂、钛冶渣、铭冶渣
30、用于选择性絮凝浮选钛铁矿石的有机合成聚合物
31、去除铁和钛杂质精炼共晶成分铝硅合金的方法
32、钛铁铬系贮氢合金
33、由钛铁矿制备电子材料用的钛酸钡
34、磷铜钛多元素中锰耐磨铸铁
35、含微量铁和钛的测量辐照剂量玻璃
36、具有铁素体和贝氏体双相组织的钒钛球墨铸铁
37、离心复合钒钛铸铁轧锟及铸造方法
38、用含钛炼铁高炉渣制取钛白粉的方法
39、从钛铁矿中回收钪
40、水泥工业中贝氏体钒钛球墨铸铁磨球
41、还原钛铁矿粉的制取方法及其用途
42、磷、铜、铬、钛磷系列耐磨铸铁材料
43、低铝硅钛铁合金及其制造方法
44、钒钛硅铁复合中间合金
45、还原钛铁矿型高效铁粉焊条
46、分选钛铁矿的改进方法
47、铬钒钛铸铁气缸套
48、钒钛无限冷硬球铁轧辊及铸造方法
49、引入氯化亚铁制备金红石型二氧化钛
50、一种磷铜钛低合金铸铁球及其生产方法
51、一种降低铝土矿中铁钛杂质含量的浮选法
52、提高钛铁物料品位的方法
53、钛白粉生产副产物硫酸亚铁精制方法
54、钛酸铋铁电薄膜的制备方法
55、海滨砂矿高磷钛铁矿降磷选矿工艺
56、用高炉钛渣生产含钛铸造生铁及护炉
57、用硼生铁熔炼硼、硼钒钛铸铁的方法
58、钛白粉生产副产物硫酸亚铁的精制方法
59、用铁、钛含量高的工业废渣制作黑色釉料
60、钛铁矿的初洗方法及其装置
61、一种用铝热法生产高钛铁的方法
62、煤系高铁钛高岭岩生产聚合氯化铝和聚合氯化铝铁的方法
63、钛白粉副产物硫酸亚铁的精制工艺
64、利用铁盐作为钛容器的缓蚀剂
65、钛铁合金的制造方法
66、电焊条用还原钛铁矿粉的制取方法
67、钙钛矿型氧化物铁电体-金纳米微粒复合材料及其制备方法
68、无刻蚀低温铁、镍、锰、钛合金镀电解液
69、钛铁矿电解渗析分离法
70、低硅钛铁及其制备方法
71、低钛硅铁在铸铁上的使用
72、一种锰铝钛铁合金
73、用作炼钢终脱氧和低合金钢的添加剂铝锰钛铁合金
74、从生铁中分离钛和/或钒的方法
75、铁酸锌－二氧化钛纳米复合材料及其制备方法
76、用硫酸法钛白含酸废水制备硫酸亚铁铵肥料的方法
77、综合利用钒钛磁铁矿新工艺
78、一种铸造用镍钒钛合金生铁及制法和用途
79、用作炼钢终脱氧和低合金钢的添加剂铝锰钛铁合金
80、高钛铁合金粉制备方法
81、用于高灵敏度继电器磁路的铁－镍－铬－钛型软磁合金
82、晶体钙钛矿铁电单元的退火和呈现阻挡层特性改善的单元
83、锆钛酸铅铁电薄膜材料的制备方法
84、钛铁基储氢合金
85、用高含钛磁铁矿生产重介质的方法
86、用钛铁矿精矿制取富钛料的方法
87、二氧化钛/铁纳米复合粉体催化剂及其制备工艺
88、用于炼钢脱氧和合金化的铝锰钛铁合金
89、用于炼钢脱氧和合金化的铝钛铁合金
90、用于炼钢脱氧和合金化的铝镁钛铁合金
91、用于炼钢脱氧和合金化的铝锰钛镁铁合金
92、锰锌铁氧体复合的二氧化钛纳米磁性材料及制备方法
93、从含氧化钛或氧化铁的聚酯加乙二醇分解产物除去氧化钛或氧化铁的方法
94、一种含有钒钛合金的球墨铸铁活塞环及生产加工方法
95、低钛高碳铬铁生产工艺
96、用迥转窑制作电焊条用还原钛铁矿粉的工艺
97、铸造用低钛生铁及其生产方法
98、钛－铁系复合氧化物颜料及其生产方法
99、铁电存储器集成电路的高质量铅锆钛酸盐膜的制造工艺
100、用钛白副产硫酸亚铁生产高纯磁性氧化铁的方法
101、钛铁矿直接还原制备TiX(X=C、N)复合粉体的工艺方法
102、一种钒钛铁水镁脱硫专用调渣剂
103、一种图形化锆钛酸铅铁电薄膜的剥离制备方法
104、铁酸铋/钛酸铋叠层结构电容及其制备方法
105、一种去除钛白废酸中亚铁及其它金属盐的方法
106、一种无罐隧道窑还原钒钛磁铁矿的方法
107、铁电存储器用柱状掺钕钛酸铋铁电薄膜的制备方法
108、一种综合回收钒钛磁铁精矿中铁、钒、钛的方法
109、具有自极化效应的铌镁酸铅-钛酸铅铁电薄膜的制备方法
110、以钛铁矿精矿制造高品位人造金红石的方法
111、一种铁磁性氧化钛掺钴光催化材料的制备方法
112、一种铬掺杂二氧化钛室温铁磁薄膜的制备方法
113、一种钛钡铁系光催化剂的制备方法
114、以小球硅胶为载体的亚铁氰化钛钾的制备方法
115、一种高调制、高取向钛锡酸钡铁电薄膜的制备方法
116、一种铁掺杂的钛酸铋钠多铁性材料及其制备方法
117、钛酸铋钠-钛酸钡铁电单晶的制备方法
118、钛铁冶炼专用组合炉
119、钛铁合金感应电炉冶炼法
120、钛铁合金电炉冶炼法
121、一种镍掺杂的钛酸铋钠多铁性材料及其制备方法
122、一种高钛钛铁的制造方法
123、一种钛钪锑酸铅铋锂系弛豫铁电陶瓷及其用途
124、一种钙钛矿型单相多铁材料及其制备方法
125、钢构水性环氧铁钛防锈底涂料及其制备方法
126、矿石还原方法以及钛氧化物和铁金属化产物
127、钛合金高尔夫铁杆头
128、非铁基表面硅化钛涂层装置
129、钛铁系列产品冶炼成套设备
130、钛铁系列产品冶炼装置
131、钛铁系列产品快速加热装置
132、钛铁冶炼专用组合炉
133、含有钒钛合金的球墨铸铁活塞环
134、弛豫铁电单晶铌锌酸铅-钛酸铅的两步法生长方法
135、从钛组件表面去除氧化铁沉积物的方法
136、一种生产还原钛铁粉铁粉的方法
137、用于炼钢脱氧和合金化的铝钙锰钛铁合金
138、一种由锰、钒、铁同时改性的钛铬基储氢合金及制备方法
139、制备钛酸锶钡铁电薄膜的方法
140、纤铁矿型钛酸锂钾及其制备方法以及摩擦材料
141、钛白粉生产中副产含亚铁石膏的综合利用方法
142、一种原生钛铁矿精选的生产工艺
143、一种经锆、铁、钒同时改性的钛锰系储氢合金
144、钴离子掺杂二氧化钛铁磁材料的溶胶凝胶制备方法
145、钛铁矿钛酸锰陶瓷粉末的制备方法
146、原生钛铁矿的分选方法
147、用于钢液脱氧的稀土铝钛铁合金及其制备方法
148、用于钢液脱氧的稀土铝硅钛铁合金及其制备方法
149、从钒钛磁铁矿中分离提取金属元素的方法
150、一种钒钛磁铁矿还原用复合添加剂
151、一种钛铁系贮氢合金
152、微波辐射钒钛铁精矿制取天然微合金铁粉的方法
153、铁沉积二氧化钛复合光催化剂及其制备方法
154、经钒、铁改性的钛铬系储氢合金
155、一种分离铁和钛制备高钛渣的方法和装置
156、一种生产高钛铁的方法
157、铁氧化物包裹二氧化钛光催化剂及其制法和用途
158、适用于精炼钢合金化处理的钛铝铁合金
159、浅色复合铁钛粉
160、制备具有高度取向的非铅系钙钛矿结构铁电薄膜的方法
161、一种还原焙烧高铁钛铁矿的方法
162、微米细晶钛镍－铁形状记忆合金块材制备方法
163、一种含硼、钛、锆、钒的硅三铁基合金薄板的制备方法
164、锆钛酸铅铁电膜非对称平板光波导
165、钛酸锶钡铁电薄膜材料及其制备方法
166、一种钛-铁-碳系反应喷涂复合粉末及其制备工艺
167、锆钛酸铅铁电薄膜的湿法刻蚀方法
168、稀土硅钡钙钛铁合金及其制备方法
169、一种回转窑生产还原钛铁矿的工艺方法
170、以低品位原生钛铁矿为原料制造高品位人造金红石的方法
171、一种经镍、钒、铁改性的钛铬基储氢合金及制备方法
172、一种经锆、钒、铁改性的钛铬基储氢合金及制备方法
173、酸溶性钛渣与钛铁矿混合酸解的方法
174、铁电材料锆钛酸铅纳米薄膜结晶取向生长的晶化方法
175、从钒钛磁铁矿中分离提取铁、钒和钛的方法
176、一种钕掺杂钛酸铋纳米线阵列铁电存储材料及其合成方法
177、氧化铁敏化的片状氧化钛可见光催化剂及制备方法
178、一种低温大单层厚度钛酸铅铁电薄膜的制备方法
179、利用高铝粉煤灰制备硅铝明和铝硅锰铁钛合金的方法
180、钛酸铋钠钾系非铅铁电压电单晶及其生长方法与设备
181、一种钢的冶炼用高钛铁的制取方法
182、利用红格钒钛磁铁矿生产钒、钛系列合金生铁的方法
183、电合成高铁酸盐用的锡锑氧化物涂层钛阳极材料
184、通过熔焊-钎焊连接来接合两块一方面由铝材料而另一方面由铁或钛材料制成的板材的方法
185、铬钼钛合金铸铁及其应用
186、用钒钛铁精矿制取钛铁、钢及钒铁的方法
187、用于冶炼含钛钢种的低硅钛铁
188、铁-钛系列随角异色颜料制备方法
189、钛白粉副产物硫酸亚铁制备高纯氧化铁黄及氧化铁红的方法
190、全粒级钛铁矿浮选方法
191、可与读出电路集成的锆钛酸铅铁电簿膜材料的制备方法
192、控制锆钛酸铅铁电薄膜择优取向的方法
193、一种钒钛转炉钢渣用作水泥铁质校正原料的方法
194、用含钒生铁或海绵铁直接熔炼钒合金钢或钒钛合金钢的方法
195、钛铁试剂-示波计时电位测定天然水不同形态铝的方法
196、双钙钛矿结构锶（钡、钙）铁钼氧薄膜材料的制备方法
197、高活性铁/锡离子共掺杂纳米二氧化钛光触媒的制备方法
198、钒钛磁铁矿冷固结含炭球团直接还原电炉熔分生产方法
199、低氮钛铁及其制造方法和包芯线
200、用熔分钛渣直接制取钛铁的方法
201、用炉外法生产70#高钛铁的方法
202、用钛白副产硫酸亚铁制备软磁用高纯氧化铁的方法
203、一种低氧低氮高钛铁的制取方法
204、采用下部点火法生产低硅高钛铁的方法
205、一种钛酸锶钡铁电薄膜的制备方法
206、钛酸盐铁电粉体的制备方法
207、一种锆钛酸铅铁电薄膜材料的制备方法
208、一种用钛铁精矿制备光触媒材料的方法
209、用于钢液终脱氧与合金化的微碳铝锰钛铁合金及其制备方法
210、一种浮选收集钛铁矿的捕收剂及其制备方法
211、岩矿型钛铁矿精矿制取人造金红石的方法
212、用钒钛磁铁精矿制备高炉用酸性球团矿的方法
213、一种钛锆铁形状记忆合金材料
214、含铁钛酸铝固溶体粉体的合成方法
215、锡钛酸钡铁电薄膜的制备方法
216、从高岭土中分离细分散的钛铁杂质的方法和试剂
217、一种从钛白废副硫酸亚铁生产磷酸铁锂前驱体的方法
218、一种从钛白废副硫酸亚铁生产磷酸铁锂前驱体的方法
219、一种超低钛高碳铬铁合金及其生产方法
220、含钛磁铁矿尾矿制作的微晶玻璃
221、钛铁生产用复合发热剂
222、一种低碳低硅钛铁及其制备工艺
223、双杂原子铁-钛无铝纳米沸石分子筛快速合成方法
224、用高镁低钛精矿制取钛铁、硅钛铁的方法
225、无油烟锅专用铝铁锰钛合金
226、水处理用铁钛改性膨润土及其制备方法
227、用于铁电存储器的掺钕钛酸铋铁电薄膜及其低温制备方法
228、钒钛磁铁矿的还原方法
229、用于钒钛磁铁矿直接还原的脱硫方法
230、高铬钒钛磁铁矿提取铬钒氧化物的方法
231、由钛铁矿或高钛渣亚熔盐法清洁生产二氧化钛和六钛酸钾晶须的方法
232、铁钛无光窑变星点复合色料及星点釉
233、一种制备镧系稀土离子掺杂钛酸铋无铅铁电纳米线的方法
234、强磁场作用下制备铁酸铋镧-钛酸铅固溶体陶瓷的方法
235、由钛铁矿生产二氧化钛熔渣的方法和装置
236、高铬型钒钛磁铁矿的烧结方法
237、钛铁系列产品冶炼成套设备
238、中高温烧成铁-钛系统粗结晶釉及其制作方法
239、基于铝热还原-真空感应熔炼制备高品质高钛铁的方法
240、钛铁基贮氢合金
241、钛浓度低的高活性和高稳定性氧化铁基脱氢催化剂及其制备和使用
242、一种硅基锆钛酸铅铁电厚膜的制备方法
243、用钛白废渣绿矾生产氧化铁黑颜料的方法
244、一种以钛原料冶炼制取系列钛铁合金的方法
245、一种从钒钛磁铁矿中分离提取多种金属元素的方法
246、一种镧系稀土离子掺杂钛酸铋/尖晶石铁氧体铁电铁磁复合薄膜及其制备方法
247、复合铁钛粉及其生产工艺
248、一种复合铁钛粉及其生产工艺
249、一种稀土铝锰钛铁合金
250、一种用隧道窑还原-磨选综合利用钒钛铁精矿的方法
251、从高钛型钒铁精矿中提取铁钛钒的方法
252、一种用转底炉还原-磨选综合利用钒钛铁精矿的方法
253、用含钛高炉渣制备固态钛钙硫镁铁氮硅复合肥料的方法
254、一种钛铁矿制取电焊条用还原钛铁矿的方法
255、一种钛铁矿精矿湿化学法制备光催化材料的方法
256、低氮、低铝钛铁及其制造方法和包芯线
257、一种综合利用钛铁矿制备磷酸铁锂前驱体的方法
258、综合利用钛铁矿制备磷酸铁锂前驱体的方法
259、用水淬含钛高炉渣制备固态钙镁钛铁硫氮硅复合肥的方法
260、纳米钛粉改性提高烧结钕铁硼矫顽力和工作温度方法
261、稀土掺杂钛酸铋铁电薄膜的低温光辐照制备方法
262、采用铁-钛复合氧化物纳米材料处理受污染水的方法
263、一种铁-钛复合氧化物纳米材料及其制备方法
264、一种从高铬钒钛磁铁矿中提取多种金属元素的方法
265、一种用于催化费托合成反应的含钛沉淀铁催化剂及其制法
266、复合钼、钛元素的铁铬钴永磁合金及其变形加工工艺
267、全钒钛铁精矿球团矿的制备方法
268、碳化铬中铝、钙、铁、钼、铌、钛、钨等杂质元素的分析检测方法
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张世臣、 李可灰铸铁中钛夹杂的分析--《铸造技术》1994年03期
灰铸铁中钛夹杂的分析
【摘要】：介绍了一种研究铸铁中钦夹杂物的方法。先用扫描电镜观察灰铸铁金相，然后用电化学方法把夹杂物从试样中萃取出来，再用扫描电镜和能谱对夹杂物进行进一步分析。试验结果表明：灰幻铁中的夹杂物，当含有其它合金元素时，呈不规则形状；而纯的ＴｉＣ、ＴｉＮ等则为规则形状。铁夹杂在基体中的分布呈弥散状；片状石墨中存在的让夹杂物可成为石墨核心。
【作者单位】：
【分类号】：TG143.2
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钛合金精密铸造技术
&来源：宇航材料工艺1999&&&&&&&&&&&&&
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前言　　钛合金是一种引人注目的优良结构材料，具有密度小、比强度高、抗腐蚀性能好等特点，已广泛应用于航空、航天领域。例如，航空工业中，巡航导弹的封头、公共底；火箭发动机的固定壳体；卫星红外监控器的支架、底座等。在化学工业、石油工业、造船工业、纺织、造纸、医疗以及体育器材等方面，钛合金也有广泛的应用，且其用量在日益增加。如钛合金假牙、人工关节、高尔夫球头以及眼镜框等［1，2］。　　钛合金铸件更有其独特的优越性，特别是熔模精密铸件，形状可任意复杂，可近无余量甚至无余量整体成形，尺寸小到1
mm，大到上千毫米，大大增加了零件设计的自由度。因此发展钛合金铸造技术有着重要的实际意义［3～12］。但是，钛是一种极为活泼的化学元素［13］，与N、C、O有很大的亲合力，很少量的这类原子即可降低钛合金的延展性。目前的研究表明，液钛几乎与所有造型材料均有不同程度的化学反应，这些反应可增大钛铸件的脆性，增大富氧层厚度和α脆性层厚度，而这些缺陷严重影响了钛铸件的力学性能，给钛合金的铸造带来了较大的困难。寻求与液钛反应弱的新的造型材料是钛合金铸造工作者一直努力的方向，这种造型材料既可用于型壳制造，又可用于制造熔炼钛合金的坩埚，而这其中潜在的巨大的经济效益使得一些成果都申报了专利而未公开发表。本文就钛合金铸造中的造型材料、粘结剂和制壳工艺作一些初步探讨。1　造型材料　　用于钛合金铸造的造型材料应满足以下基本要求：1）与熔融钛合金接触不发生反应，具有较高的化学惰性；2）在熔融钛合金的高温作用下不软塌、不碎裂，具有较高的耐火度和抗热冲击性能；3）在造型、搬运和装炉时不变形、不破碎，有足够的强度；4）对水分、气体的吸附能力小；5）导热性低，以减少铸件激冷所引起的缺陷。　　目前所使用的造型材料部分地满足了上述要求，大体可分为以下四大类：碳质耐火材料、氧化物陶瓷材料、金属材料及其它材料。
1.1　碳质耐火材料　　用于钛合金铸造的碳质耐火材料主要是指人造石墨［14，15］，而不是天然石墨，天然石墨强度不高，具有各向异性，且含有很多的杂质，不适于在铸钛生产中使用。人造石墨是以石油焦和沥青为主要原料，在;～;高温下煅烧而成的。人造石墨在真空下耐火度高，热膨胀系数小，强度随温度升高而有所提高，对熔融钛合金有一定的惰性，石墨与液钛在较低温度下反应很弱，只在铸件表面发生轻微的渗碳现象，形成渗碳层。但在条件恶劣的情况下，如铸型预热温度过高，或液钛包围的型芯，则所受到的热量达到反应激活能时，发生强烈反应而生成TiC，石墨对钛合金液的润湿性很大，随着温度升高润湿角趋向于零，加之石墨热导率高，因而在用石墨型浇注钛时，钛液流经的表面会很快形成一个凝固的钛壳，容易产生流痕和冷隔缺陷。选用石墨加工型的钛合金铸件应当具有10 mm以上的壁厚。
1.2　氧化物陶瓷材料　　氧化物陶瓷材料是钛合金精密铸造所采用的重要材料。工业上常用的氧化物陶瓷有：SiO2、MgO、Al2O3、CaO、ZrO2、Y2O3和ThO2，它们与钛液反应能力依次减弱［16］。其中SiO2与Ti的反应最为强烈，因为
SiO2+Ti→TiO2+Si　　　　ΔG＜0
从热力学上分析反应可以进行。在铸钛发展初期，有人力图用SiO2作为耐火材料的一些尝试都失败了。
MgO+Ti→TiO+Mg
在1 350℃以上ΔG＜0，虽然TiO与MgO的生成自由焓相差不大，但是Mg在真空下蒸气压比较大，能很快地挥发出去，促成反应向右进行的很快，另外，生成的TiO也容易溶于液钛中，加速了反应的进行。
3Ti+2Al2O3→4Al+3TiO2
此反应从热力学上分析不能进行，但考虑动力学因素此反应进行得较为猛烈，因为Al的熔点较低为667℃，在钛的熔点1
668℃附近，Al挥发速度较大，因此耐火度较高的电熔刚玉也不适用于作为浇注钛铸件的造型材料。　　CaO与钛的交互作用基本类似于MgO。理论上CaO在2
200℃才开始被钛还原，但实际上在真空下;就开始还原了，这与反应产物Ca易于挥发及TiO的溶解有关，但Ti与CaO的反应比与MgO的弱，因此有人用CaO粉与CaO粘结剂做制壳材料，并浇注了表面质量良好的钛铸件。但CaO吸湿性很强，在实际造型工艺上存在较多困难。ZrO2是一种较稳定的氧化物，有较高的熔点（2 677℃），耐火度也高达2 500℃。ZrO2的生成自由焓大于TiO2而小于TiO，介于二者之间，因此以下反应是可以进行的：
　　Beber B.等人将Zr金属粉与TiO2的混合物及Ti金属粉与ZrO2的混合物分别压制成试块，一起在真空下进行烧结，结果发现，两种试块的烧结产物都是由Ti和ZrO组成，这说明Zr能还原TiO2，生成Ti和ZrO。而Ti只能部分地将ZrO2还原成低价的ZrO。可以认为ZrO具有比TiO更大的稳定性。在钛合金铸造中液钛与ZrO2相互作用时，Ti将ZrO2还原成ZrO。热力学数据表明，对液钛来说ThO2是最稳定的耐火氧化物，钍在高温下的蒸气压很低，不会产生类似于MgO的由于反应产物易于挥发而加剧反应过程的现象。但实际中熔融钛与ThO2的反应仍比较显著，原因之一可能是ThO2与液钛的润湿性大，ThO2作为杂质易于夹杂在液钛中，致使浇注出来的铸件表面脆化。此外，ThO2是一种放射性材料，工业生产中不宜使用［17～20］。　　R.L.Saha等人对一些稀土氧化物也做了大量的研究［21～23］，这些氧化物包括：CeO、ZrO2、Gd2O3、Nd2O3.Pr2O3、Sm2O3、Nd2O3、Y2O3等。ZrO2作为对比物也被列入研究范围，实际结果表明，上述物质对钛的化学稳定性依次增强。R.L.Saha等人不但考虑了各物质的生成自由焓，还考虑到了金属元素和氧元素在钛液中的溶解度和扩散速率等因素，总体看来，稀土氧化物在对液钛的化学稳定性方面有较大的优势。这其中最稳定的当数Y2O3，Y2O3的熔点为2 410℃，在1 355℃时，钇在钛中的最大固溶度仅为3.7(质量分数)。此类稀土氧化物价格昂贵，只能在少量钛铸件上使用。戴介泉等人还开发了一种名为HREMO的新型耐火材料［24］，是一种含Y2O3
60％以上的混合重稀土氧化物，主要成分还包括Nd2O3、Sm2O3、Gd2O3等，该材料较纯Y2O3廉价了许多，是一种较为理想的铸钛耐火材料。
1.3　金属材料　　在钛合金铸造领域中，金属模也占有一定的地位，用作铸型的金属材料主要有铜、钢、铸铁等，与石墨加工型一起统称为硬模系统。由于存在着工艺上的分型等难点，这种方法很难制造出复杂形状的钛铸件，而大多只在特定的铸件上使用。铸铁型价格便宜，浇注出的钛铸件表面质量良好，但铸铁模在使用中易挠曲变形，甚至破裂，寿命不如钢或铜模。若在金属模内喷涂涂料，寿命还可延长，此类铸件的粗糙度稍低于石墨加工型。　　另一类金属材料即W、Mo、Ta、Nb等难熔金属粉，用于钛合金熔模精铸的面层涂料，是美国Rem公司发展起来的。目前，常用的方法是钨面层熔模精铸方法。由于钨粉的熔点高，蒸气压低，在浇注钛的过程中不会与液钛发生剧烈反应，具有相当高的化学稳定性，但铸件表面会粘结一部分难熔金属粉，需进行碱洗处理。金属面层的导热性也很高，铸件易出现冷隔缺陷，此类铸件表面粗糙度Ra为6，尺寸精度可达铸钢件水平。
1.4　其它材料　　前人对一些碳化物、硼化物、硅化物和硫化物也作了大量研究［25,26］。典型的物质包括：TiC、ZrC、Cr3C2、TiB2、MoB2、CrB2、TaB2、MoSi2、CeS。试验方法是将一定粒度分布的上述陶瓷粉压制成小块，将金属钛粒置于其上，在真空下共同加热并同时观察、记录出现液相时的温度，保温一段时间后，快速冷却。对钛界面进行测试分析，其结果如表1所示。
表1　几种耐火材料与钛的反应结果
出现液相时的温度／℃
保温时间／min
元素扩散深度／mm
　　非氧系的陶瓷材料中，硼化物和硅化物对钛的反应较强烈，一般在1
500℃左右就能形成共晶液相，并能铺展在陶瓷片上，表明该液相与陶瓷的润湿性极好。因而此类材料不宜做铸钛的造型材料。部分碳化物(ZrC，Cr3C2)也与钛形成低熔点的共晶相。只有TiC和CeS表现出与钛的弱反应性。组成陶瓷的任一组元若能与钛形成低熔点相，那么该陶瓷就不可避免地会与液钛发生不同程度的化学反应。2　粘结剂　　粘结剂是钛合金铸造工艺中最为关键的环节，必须满足能够粘结耐火材料的使用要求。同时，焙烧后的产物应对液钛有较好的化学稳定性。在石墨捣实型中常用的粘结剂是酚醛树脂、合脂和淀粉等，属于有机类，焙烧后有一些残留的碳。熔模精铸中常用的粘结剂有水玻璃、硅溶胶和硅酸乙酯［27］，但它们都不宜做钛合金熔模精铸的粘结剂，因为这三种粘结剂焙烧后的产物均含有SiO2，而SiO2是与液钛反应最为强烈的材料。但也有人用水玻璃锆砂造型浇出了钛铸件［28，29］，质量很差。锆溶胶、二醋酸锆［30］，以及锆的有机化合物是目前钛合金熔模精铸中常用的粘结剂，一定程度上满足了使用要求。该类粘结剂焙烧后的产物是ZrO2，相当于ZrO2耐火材料，但在型壳强度，脱蜡及与液钛反应方面还存在一些问题。　　从实际制得铸件的质量来看，国内北京航空材料研究所研制的Gu—1、Gu—3型粘结剂［31］，哈尔滨工业大学研制的LJ—8型粘结剂［32］均可制备出表面质量良好的薄壁钛合金铸件。值得一提的是，目前所用的大多数粘结剂还不能完全适合钛合金铸造，它们的焙烧产物大多与耐火材料的成分相同，与钛的反应依然存在。粘结剂的研制始终滞后于耐火材料的研制，因此，同开发新型耐火材料一样，粘结剂也需进一步的开发。3　典型铸造工艺3.1　石墨捣实型　　是类似于普通砂型的铸造工艺［33］，只是采用了高纯人造石墨粉作型砂，按粘结剂的特性可将其分为三类［16］，如表2所示。
表2　几种典型的铸钛石墨型砂
多组元粘结剂混合料
石墨粉粉状沥青碳质水泥淀粉表面活性剂
单组元粘结剂混合料
a　石墨粉　酚醛树脂　酸性固化剂
b　石墨粉　合脂
水溶性粘结剂混合料
石墨粉卤化物粘结剂淀粉或水玻璃
　　多组元粘结剂石墨混合料，是美国最早研制的，混料时先将石墨、淀粉、沥青一起干混，然后加水、碳质水泥、表面活性剂一起湿混，捣实成型后铸型在空气中干燥8 h～168
h，也可在120℃干燥6
h；铸型经900℃～;高温焙烧后，沥青完全碳化，焙烧需在还原气氛下或埋在石墨粉中进行，以防石墨氧化。采用树脂或合脂作粘结剂的铸型，造型工艺与上述基本相同，混料时合脂需加热至100℃～130℃，使其粘度降低，保证混料均匀。石墨捣实型通常采用的石墨粉的粒度为30目～80目，为提高铸件表面质量，可采用细的石墨面砂60目～100目，粗的背砂12目～80目，以保证铸型的透气性。3.2　熔模型壳3.2.1　石墨熔模型壳　　在钛合金熔模精铸工艺中，石墨型壳应用比较早，采用的耐火材料是石墨，粘结剂也是碳质的，通常是树脂或胶体石墨。表3列出了两种典型的石墨熔模型壳工艺的涂料。
表3　两种典型的石墨熔模型壳工艺的涂料
质量分数／％
Mono—craft法
粘结剂：胶体石墨水溶液
(浓度22％)填料：石墨粉＜200目乳化剂：黄蓍胶润湿剂：十七烷硫酸钠溶剂：水
ВИАМ的石墨熔模型
粘结剂：酚醛树脂填料：石墨粉固化剂：пetpob剂润湿剂：乙丙醇溶剂：乙醇
0.02～0.03
35稀释至1.2
　　石墨撒砂粒度为：面层和邻面层35目～150目，背层8目～35目；型壳一般涂挂8层～9层，厚度约为10
mm左右；型壳预热温度不宜过高，一般为400℃左右，否则型壳与液钛会发生反应。前苏联的石墨型壳系统在面层涂料中添加了一定数量的钛粉和锆粉，经高温焙烧后在型壳内壁形成TiC和ZrC，从而改善了型壳内表面对钛液的润湿性能。这种型壳可预热到700℃左右，且强度有所提高。石墨熔模型壳的缺点是，浇出的钛铸件表面存在较厚的α脆性层，需用喷砂，酸洗等方法处理，由于浇注时铸件各部位受热条件不一样，所以α层也不均匀，清除不彻底，会影响铸件性能，清除过多，又难以保证铸件精度。3.2.2　钨面层陶瓷型壳　　钨面层陶瓷型壳是美国Rem公司发展起来的一种型壳系统，表4是钨面层陶瓷型壳的典型涂料配方。该工艺的特点是采用金属有机化合物，锆、铪的卤化物或胶体金属氧化物作粘结剂，以金属钨粉作面层耐火材料。
表4　钨面层陶瓷型壳的典型涂料　　　％（质量分数）
第二层涂料
第三层及以后各层的涂料
锆、铪有机化合物的水溶液
偏钨酸铵抑制剂，粉(320目)
锆英粉(325目)
硅酸乙酯水解液
(15％SiO2)
熔融过的氧化锆粉
硅酸铝粉(325目)
硅酸铝颗粒
(20目～50目)
三氧化钨抑制剂
60目～150目
35目～80目
20目～50目
　　为保证良好的涂挂性，需将蜡模组放在清洗液中清洗，清洗液由20％酒精、40％三氯氟甲烷、40％四氯代乙烯组成。脱蜡亦采用四氯代乙烯熔剂。脱蜡后的型壳在260℃～310℃下烘烤2
h，以除去挥发物，然后在非氧化性气氛或真空下以260℃／h的升温速率焙烧到1
177℃保温1
h。这样粘结剂便完全转变成金属氧化物，而抑制剂能抑制金属粉与背层氧化物的反应，保证面层的金属粉烧结成一层结合力较强的型壳，型壳的预热温度可以达到1
100℃。采用此工艺，铸件表面粗糙度低，内部质量高，钛铸件精度可达铸钢件水平。缺点是金属面层导热性高，铸件易出现冷隔缺陷，应采用离心底注方式；另外原材料价格昂贵。3.2.3　氧化物陶瓷型壳　　氧化物陶瓷型壳是目前国内外普遍采用的一种先进工艺，面层耐火材料为ThO2、ZrO2或Y2O3等难熔金属氧化物，粘结剂用难熔金属氧化物胶体或金属有机化合物。粘结剂是制造此类型壳的关键。此类型壳具有较高的常温强度和高温强度，有较小的收缩率，能保证所浇的钛铸件具有较高的尺寸精度和低的表面粗糙度。可浇注大型钛铸件，复杂钛铸件和薄壁钛铸件。氧化物陶瓷型壳是一种很有前途的型壳，有取代石墨型壳和钨面层陶瓷型壳的趋势。表5是一种典型的氧化物陶瓷型壳涂料的工艺配方［32］。
表5　氧化物陶瓷型壳的涂料
LJ—8型粘结剂
ZrO2(CaO稳定)粉(320目)
硅酸乙酯水解液
煤干石粉(320目)
消泡剂辛醇
面层：ZrO2(CaO稳定)　　砂(60目～80目)二、三层：白刚玉砂
(45目～60目)四层及以后：石英砂
(18目～45目)
(18目～45目)
4　结论　　钛合金铸造中所使用的造型材料与其它合金有很大区别，目前这方面的研究还不够完善；钛合金熔模精铸在背层制备工艺上虽与其它合金的制壳工艺基本相同，但其面层制备工艺则具有鲜明的特点及独有的难点，在造型材料和粘结剂方面有其特殊的工艺参数要求。完善钛合金铸造的型壳系统还需铸造工作者的进一步努力。
蒋海燕，1970年出生,博士研究生，主要从事钛合金熔模精密铸造方面的研究工作作者单位：(哈尔滨工业大学　哈尔滨　150001)
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