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      一種釩鋁錫中間合金及其制備方法

      文檔序號(hào):3406959閱讀:414來源:國知局
      專利名稱:一種釩鋁錫中間合金及其制備方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及鈦合金的制備,具體地說是一種用于鈦合金制備的釩鋁錫(釩基)中間合金及其制備方法。
      背景技術(shù)
      隨著鈦合金的不斷發(fā)展,越來越需要中間合金直接加入鈦里進(jìn)行熔煉,避免了單純的分別加入金屬單質(zhì)的繁瑣性,且釩基中間合金熔點(diǎn)比各金屬單質(zhì)中最高的熔點(diǎn)低;如VAlFe合金熔點(diǎn)1596℃,而V熔點(diǎn)為1890℃,使鈦合金的制備熔煉過程穩(wěn)定,避免了由于金屬單質(zhì)熔點(diǎn)不一致,所施加的熔煉電流忽高忽低,不容易控制的現(xiàn)象?,F(xiàn)有的一種用鈦合金熔煉的鋁鈦稀土化合物型中間合金(專利申請(qǐng)?zhí)?4112628.5),其抗氧化性能較好,但其成本較高,并且適應(yīng)面較窄(用于單純稀土型鈦合金的熔煉),不能滿足現(xiàn)代鈦合金生產(chǎn)多樣化的要求。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、適應(yīng)于現(xiàn)代鈦合金生產(chǎn)要求的釩鋁錫中間合金及其制備(冶煉)方法。
      為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種釩鋁錫中間合金,按質(zhì)量百分比計(jì)合金組成為,Al 12~16%,Sn 4~6%,V為余量。
      較佳的合金組成為,Al 12%,Sn 4.5%,殘余元素中O<0.2%,V為余量。
      釩鋁錫中間合金的制備方法,采用爐外點(diǎn)火冶煉法,按常規(guī)步驟操作,配料重量組成以V2O5為1kg計(jì),SnO20.036~0.0576kg,Al 0.429~0.605kg,CaF20.12~0.20kg,渣子0.05~0.15kg(鋁釩錫合金冶煉產(chǎn)生的爐渣);原料裝爐溫度為30~60℃(最好為35~45℃),反應(yīng)平穩(wěn),合金形成好;原料裝爐溫度為30~60℃原料烘干溫度一般為70~80℃,烘干時(shí)間不少于24小時(shí)。
      本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下的有益效果1.便于鈦合金的制備。本發(fā)明釩基中間合金熔點(diǎn)比各金屬單質(zhì)中最高的熔點(diǎn)低(如VAlFe合金熔點(diǎn)1596℃,而V熔點(diǎn)為1890℃);采用本發(fā)明釩基系列中間合金制備鈦合金,可以以合金包的形式加入海綿鈦中,用真空自耗電弧爐熔煉鈦合金電流易控制,電損耗小,成本低,方便了鈦合金的制備。
      2.成本低。以金屬單質(zhì)為原料生產(chǎn)的中間合金,生產(chǎn)過程復(fù)雜,生產(chǎn)成本高;本發(fā)明加工過程簡單易行,不需特殊設(shè)備本發(fā)明以金屬氧化物為原料,生產(chǎn)成本低、易操作,冶煉過程反應(yīng)平穩(wěn),合金形成好。
      3.合金化均勻。本發(fā)明生產(chǎn)的中間合金,因其合金化均勻,以合金包的形式加入海綿鈦中,使鈦合金鑄錠不容易發(fā)生元素偏稀現(xiàn)象。
      4.抗氧化性能好,易于存儲(chǔ)和運(yùn)輸。由于金屬單質(zhì)在空氣中易氧化,因而以金屬單質(zhì)直接加入海綿鈦中,會(huì)使鈦合金鑄錠中容易產(chǎn)生氧化物夾雜等冶金缺陷;而本發(fā)明中間合金抗氧化性能好,在空氣中不易氧化,塑料編織袋和內(nèi)襯塑料袋包裝即可,易于存儲(chǔ)和運(yùn)輸。
      5.易破碎。本發(fā)明是以釩為基體的金屬型化合物,具有脆性好、易破碎的特點(diǎn),縮短了鈦合金的生產(chǎn)過程,降低了生產(chǎn)成本。
      具體實(shí)施例方式
      本發(fā)明是在鋁釩合金的基礎(chǔ)上,適當(dāng)?shù)募尤胫饕煞軸n元素,通過現(xiàn)有的設(shè)備,冶金工藝就可以獲得新型中間合金,下面通過實(shí)施例詳述本發(fā)明。
      實(shí)施例1.
      采用爐外點(diǎn)火冶煉法按常規(guī)步驟進(jìn)行,原料經(jīng)烘干、砌爐,按所述重量百分比配料,均勻混料、裝爐、冶煉、冷卻、啟爐、稱重、精整、破碎、磁選、取樣分析、包裝。
      具體制備過程如下1.原料烘干將原料、砌爐渣、配料渣在溫度75℃(可以為75±5℃)的烘干室中烘干時(shí)間不少于24小時(shí)(可以為24~72小時(shí));2.稱取原料用配料渣(釩鋁錫合金冶煉產(chǎn)生的爐渣)降低熱量,渣子加入量為原料總重量的5~20%,V2O5AlSnO2CaF2配料渣1kg 0.6kg 0.036kg 0.15kg 0.1kg3.混料將料裝入V型混料器中,混均勻,次數(shù)6次;4.冷卻將混合好的原料冷卻至38℃(可以為35~45℃);5.裝爐將冷卻好的原料裝入冶煉爐(石墨內(nèi)襯爐)中;6.點(diǎn)火用點(diǎn)燃的鎂屑放入冶煉爐內(nèi),點(diǎn)火開始反應(yīng);7.記錄記錄反應(yīng)時(shí)間為8秒;冶煉過程,點(diǎn)著火就濺火花火苗1米多高;8.冷卻空氣中冷卻24小時(shí)(最好為48小時(shí)以上),最好為爐內(nèi)冷卻;9.啟爐從冶煉爐中取出合金錠;10.精整用砂輪機(jī)磨去渣層和氧化膜;11.破碎、磁選用顎式破碎機(jī)破碎至φ6mm粒度(一般0.25~6.0mm為),然后磁選、人工挑選,除去鐵等雜質(zhì);12.取樣化驗(yàn)分析產(chǎn)品經(jīng)化驗(yàn)分析結(jié)果為V 79.29%,Al15.38%,Sn 3.75%,O 0.15%;13、包裝產(chǎn)品經(jīng)化驗(yàn)合格后,包裝好裝入包裝桶內(nèi)。
      合金應(yīng)用性能上述合金加入鈦中可以增加α和β、α+β相所具有的性能;與現(xiàn)有鈦合金冶煉通常采用的釩鋁錫合金相比,雜質(zhì)O含量低,本發(fā)明合金更符合合金中各元素要求的重量百分比,合金化更均勻。
      實(shí)施例2~5.按實(shí)施例1方法操作,與實(shí)施例1不同之處見表1。
      表1.釩鋁錫合金反應(yīng)體系
      權(quán)利要求
      1.一種釩鋁錫中間合金,其特征在于按重量百分比計(jì)合金組成為,Al 12~16%,Sn 4~6%,V為余量。
      2.按照權(quán)利要求1所述釩鋁錫中間合金的特征在于按重量百分比計(jì)合金組成為,Al 12%,Sn 4.5%%,殘余元素中O<0.2%,V為余量。
      3.一種權(quán)利要求1所述釩鋁錫中間合金的制備方法,其特征在于采用爐外點(diǎn)火冶煉法,按常規(guī)步驟操作,配料重量組成以V2O5為1kg計(jì),SnO20.036~0.0576kg,Al 0.429~0.605kg,CaF20.12~0.20kg,鋁釩錫合金冶煉產(chǎn)生的爐渣0.05~0.15kg;原料裝爐溫度為30~60℃。
      4.按照權(quán)利要求3所述釩鋁錫中間合金的制備方法,其特征在于所述原料裝爐溫度為35~45℃。
      5.按照權(quán)利要求3所述釩鋁錫中間合金的制備方法,其特征在于原料烘干溫度為70~80℃,烘干時(shí)間不少于24小時(shí)。
      6.按照權(quán)利要求5所述釩鋁錫中間合金的制備方法,其特征在于烘干時(shí)間不少于48小時(shí)。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及鈦合金的制備,具體地說是一種用于鈦合金制備的釩鋁錫中間合金及其制備方法,按重量百分比計(jì)合金組成為Al 12~16%,Sn4~6%,V為余量;制備過程為采用爐外點(diǎn)火冶煉法,按常規(guī)步驟操作,配料重量組成以V
      文檔編號(hào)C22C27/02GK1629337SQ20031011907
      公開日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2003年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
      發(fā)明者張忠士, 郭淑君, 田福禮 申請(qǐng)人:張忠士
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