[0025] 本发明结合图1所示超重力辅助铝热还原法自蔓延制备钛铝合金的流程予以说明。
[0026] 实施本发明上述方法的超重力辅助铝热还原法自蔓延制备钛铝合金的工艺流程如图1所示。
[0027] 一般方法可采用将高钛渣、钛白粉或金红石等钛源、铝粉并同时加入无水乙醇在球磨机中进行研磨；将磨好的原料进行烘干；在原料中加入发热剂，如氯酸钾、过氧化钡等，以及造渣剂，如石灰、苏打、氟化钙等，并用压片机压制成片状坯料；将片状坯料放入反应罐中，在其表面铺上一层点火剂，并将反应罐悬挂在高速离心机上；
[0028] 启动高速离心机的电机，通过电动机驱动中心转轴，带动反应罐高速旋转，待转动到一定的速度，超重力系数为500g～1200g时，点火引发铝热反应；由于离心力的作用，反应罐中密度较大的合金更容易向离心力的反方向运动。超重力分离渣-金溶液过程中，超重力也控制在500g以上。优选的超重力系数为800～1200g。
[0029] 具体的，本发明方法可按以下步骤进行：
[0030] 步骤一、将高钛渣、钛白粉或金红石中的至少一种)、铝粉质量比为100：60～80的比例并同时加入无水乙醇在球磨机中进行研磨，研磨时间为30～120min；
[0031] 步骤二、将研球磨好的原料进行烘干，烘干温度为100～200℃，烘干时间为1～5h；
[0032] 步骤三、在烘干后的原料中加入如氯酸钾、过氧化钡等发热剂，占钛源总质量的5％～25％，加入如石灰、苏打、氟化钙等造渣剂，占钛原料总质量的20％～60％，[0033] 步骤四、将片坯或块坯与发热剂、石灰混合后并用压片机压制成片坯或块坯，压力为5～20MPa；将片坯或块坯放入反应罐中，并在其表面铺上一层点火剂，并抹平压紧，悬挂在高速离心机上；
[0034] 步骤五、启动电机，通过电动机驱动中心转轴，带动反应罐高速旋转，待转动到一定的速度，超重力系数为500g～1200g时，点火引发铝热反应，铝热反应迅速进行，生成熔融态的产物。由于超重力的作用，反应罐中产物熔渣和合金进行顺利分离，密度较大的合金在底部，炉渣在上部；
[0035] 步骤六、待到达设定时间后关闭电动机，离心机转速逐渐降低直到停止旋转。至设定的冷却时间后，打开反应罐盖，取出合金和熔渣，合金沉积在下，熔渣聚集在上，能达到渣-金好的分离效果。
[0036] 使用本发明方法以钛源为原料制备的钛铝合金的主要成分可以达到为：Ti为45％～50％，Al为55％～50％，O<1％，Fe<2％，Mn<1％。
[0037] 以下结合具体的实施例对本发明方法进行进一步的说明。
[0038] 实施例一
[0039] 取高钛渣60g，铝粉40g，并加入20g的无水乙醇在行星式球磨机上球磨40分钟，然后取出球磨的混合粉末放在干燥机中进行烘干，烘干温度控制在120℃，烘干时间为2h，加入氯酸钾5g，石灰粉末10g进行均匀混合，在压力机上以5Mpa的力度压成片状坯料，将片状坯料放入反应罐中，最后铺上一层点火剂；启动电机，待超重力为500g时点火触发铝热反应，于此同时开始计时30min；待在超重力条件下分离完成后，关闭电机直至离心机停止运行，冷却反应罐中生成物至室温，得到渣金分离效果较好的钛铝合金和渣，将合金与渣破碎分离，得到钛铝合金63.8g，钛铝合金收率86％。制备的钛铝合金成分见表1：
[0040] 表1
[0041]化学成分 Ti Al Fe Mn 其它
占比/％ 55 43 1.5 0.5 0.5
[0042] 实施例二
[0043] 取钛白粉50g，铝粉50g，并加入20g的无水乙醇在行星式球磨机上球磨60分钟，然后取出球磨的混合粉末放在干燥机中进行烘干，烘干温度控制在200℃，烘干时间为1h，加入氯酸钾10g，石灰粉末20g进行均匀混合，在压力机上以8MPa的压力压成片状坯料，将片状原料放入反应罐中，最后铺上一层点火剂；启动超重力试验装置中的电机，待超重力为800g时点火触发铝热反应，于此同时开始计时30min；待超重力分离完成后，关闭电机直至反应罐中产物冷却至室温，得到渣金分离效果较好的钛铝合金和渣，将合金与渣破碎分离，得到钛铝合金69.1g，钛铝合金87％。制备的钛铝合金的主要化学成分见表2：
[0044] 表2
[0045]化学成分 Ti Al Si 其它
占比/％ 50 45.5 0.8 0.7
[0046] 实施例三
[0047] 取高钛渣40g，铝粉60g，并加入20g的无水乙醇在行星式球磨机上研磨120分钟，然后取出研磨的混合粉末放在干燥机中进行烘干，烘干温度控制在150℃，烘干时间为1.5h，加入氯酸钾15g，石灰粉末30g进行均匀混合，在压力机上以10MPa的压力压成片状坯料，将片状原料放入反应罐中，最后铺上一层点火剂；启动电机，待超重力为1000g时点火触发铝热反应，于此同时开始计时30min；待超重力分离完成后，关闭电机直至反应罐中产物冷却至室温，得到渣金分离效果较好的钛铝合金和渣，将合金与渣破碎分离，得到钛铝合金74.5g，钛铝合金收率90％。制备的钛铝合金成分见表3：
[0048] 表3
[0049]化学成分 Ti Al Fe Mn 其它
占比/％ 43 55 1.2 0.6 0.9
