[发明专利]一种用于钛合金制备的铝钼钒钛合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛合金及其制备，具体地说是一种铝钼钒钛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，且中间合金熔点比各金属单质中最高的熔点低；铝钼钒钛合金熔点为1690℃，而金属钼单质的熔点为2610℃，加金属钼配制钛合金容易造成质点性夹杂，不利于钛合金材料的制备及加工，而加铝钼钒钛合金配制钛合金则不会造成质点性夹杂，因为铝钼钒钛合金熔点与纯钛熔点接近；在熔炼钛合金过程中，加纯金属钼配制的钛合金熔炼时电流不稳定，不容易控制，而加铝钼钒钛合金配制的钛合金熔炼时电流稳定，容易控制；

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需求的铝钼钒钛合金及其制备（冶炼和两步精炼）方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种铝钼钒钛中间合金，按重量百分比计合金组成为：Al（6-16.5）%,Mo(35~38)%,V(30~34)%，Ti余量;

较佳的合金组成为，Al 13.5%,Mo(36.5)%,V(32)%;Ti为余量。

铝钼钒钛中间合金的制备方法，采用炉外点火冶炼法，按常规步骤操作，原料30~80℃烘干，烘干时间24~48小时，取出原料配料，配料重量组成为以MoO₃为1kg计，V₂O₅1~1.2kg，海绵钛0.4~0.5kg,Al 1~1.2kg,CaF₂0.15~0.35kg,混料均匀后装炉，原料装炉温度20~70℃，反应激烈，出炉处理、取样分析、外观检测、包装入库。

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熔点低（铝钼钒钛熔点1690℃而单质Mo熔点为2610），采用本发明钒基系列中间合金制备钛合金，可以以合金包的方式加入海绵钛，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，方便了钛合金制备。

2.成本低，以金属单质为原料生产的钛合金，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，使钛合金铸锭不容易发生元素偏析现象。

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，适当的加入主要成分Mo、Ti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、配料渣在温度75℃的烘干室中烘干时间36小时；

2.称取原料：

MoO₃  V₂O₅  海绵钛  Al    CaF₂

1kg  1.085kg   0.465kg    1.14kg   0.25kg

3.混料：将料装入圆型混料器中，转数16转/分，混料时间7分钟。

4.冷却：将混合好的原料装炉温度为40℃。

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16秒；冶炼过程反应激烈，火苗挺高；

8.冷却：合金在炉内进行空气冷却36小时。

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0.25～6.0mm，然后磁选、人工挑选，除去铁等杂质；