[发明专利]一种铝钒钼中间合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛合金的制备，具体地说是一种用于钛合金制备的铝钒钼(钒基)中间合金及其制备方法。

背景技术

随着钛合金的不断发展，越来越需要中间合金直接加入钛里进行熔炼，避免了单纯的分别加入金属单质的繁琐性，且钒基中间合金熔点比各金属单质中最高的熔点低；如MoV合金熔点为1860℃，而Mo熔点为2610℃，使钛合金的制备熔炼过程稳定，避免了由于金属单质熔点不一致，所施加的熔炼电流忽高忽低，不容易控制的现象。现有的一种用钛合金熔炼的铝钛稀土化合物型中间合金(专利申请号94112628.5)，其抗氧化性能较好，但其成本较高，并且适应面较窄(用于单纯稀土型钛合金的熔炼)，不能满足现代钛合金生产多样化的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、适应于现代钛合金生产要求的铝钒钼中间合金及其制备(冶炼)方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种铝钒钼中间合金，按质量百分比计合金组成为：V45～55％，Mo25～35％，Al为余量。

较佳的合金组成为，V 50％，Mo 30％，Al为余量。

铝钒钼中间合金的制备方法为：采用炉外点火冶炼法，按常规步骤操作，配料重量组成以V₂O₅为1.00kg计，MoO₂ 0.39～0.47/kg，Al 0.40～1.30kg，CaF₂0.03～0.21kg；原料装炉温度为30～60℃(最好为35～45℃)，反应平稳，合金形成好；原料烘干温度一般为50～80℃，烘干时间不少于24小时。

本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：

1.便于钛合金的制备。本发明钒基中间合金熔点比各金属单质中最高的熔点低(如铝钒钼合金熔点为1860℃，而Mo熔点为2610℃)；采用本发明钒基系列中间合金制备钛合金，可以以合金包的形式均匀加入海绵钛中，用真空自耗电弧炉熔炼钛合金电流易控制，电损耗小，成本低，方便了钛合金的制备。

2.成本低。以金属单质为原料生产的中间合金，生产过程复杂，生产成本高；本发明加工过程简单易行，不需特殊设备本发明以金属氧化物为原料，生产成本低、易操作，冶炼过程反应平稳，合金形成好。

3.合金化均匀。本发明生产的中间合金，因其合金化均匀，以合金包的形式加入海绵钛中，使减少钛合金铸锭元素偏稀性大的现象。

4.抗氧化性能好，易于存储和运输。由于金属单质在空气中易氧化，因而以金属单质直接加入海绵钛中，会使钛合金铸锭中容易产生氧化物夹杂等冶金缺陷；而本发明中间合金抗氧化性能好，在空气中不易氧化，塑料编织袋和内衬塑料袋包装即可，易于存储和运输。

5.易破碎。本发明是以钒为基体的金属型化合物，具有脆性好、易破碎的特点，缩短了钛合金的生产过程，降低了生产成本。

具体实施方式

本发明是在铝钒合金的基础上，适当的加入主要成份Mo元素，通过现有的设备，冶金工艺就可以获得新型中间合金，下面通过实施例详述本发明。

实施例1.

采用炉外点火冶炼法：按常规步骤进行，原料经烘干、砌炉，按所述重量百分比配料，均匀混料、装炉、冶炼、冷却、启炉、称重、精整、破碎、磁选、取样分析、包装。

具体制备过程如下：

1.原料烘干：将原料、砌炉渣(可以为65±15℃)的烘干室中烘干时间24小时(可以为24～72小时)；

2.称取原料：配料时以氟化钙为造渣剂(加入重量为原料总量的1～9％)

V₂O₅   MoO₂     Al        CaF₂

1kg    0.43kg   k0.84kg   0.12kg

3.混料：将料装入滚桶式混料机中，均匀混料5～15分钟；

4.冷却：将混合好的原料冷却至40℃(可以为35～45℃)；

5.装炉：将冷却好的原料装入冶炼炉(石墨内衬炉)中；

6.点火：用点燃的镁屑放入冶炼炉内，点火开始反应；

7.记录：记录反应时间为40秒；冶炼过程反应特别激烈；

8.冷却：空气中冷却24小时(最好为48小时以上)，最好为炉内冷却；

9.启炉：从冶炼炉中取出合金锭；

10.精整：用砂轮机磨去渣层和氧化膜；

11.破碎、磁选：用颚式破碎机破碎至φ6mm粒度(一般为0.25～6.0mm)，然后磁选、人工挑选，除去铁等杂质；