一种铝钼铬锡铌中间合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种铝钼铬锡铌中间合金及其制备方法。本发明专利技术提供的铝钼铬锡铌中间合金，按质量含量计，包括24.0～26.0％的Mo，24.0～26.0％的Cr，11.0～13.0％的Sn，5.0～7.0％的Nb，以及余量的Al。本发明专利技术提供的铝钼铬锡铌中间合金通过设计合金成分，使铝钼铬锡铌中间合金具有较小的成分偏析，代替二元合金合金熔炼TC12钛合金时，有助于合金成分均匀化，防止成分偏析，简化TC12钛合金熔炼时的配料工序。实验结果表明，本发明专利技术提供的铝钼铬锡铌中间合金成分均匀稳定，偏析较小。本发明专利技术提供的制备方法简单，易于控制，适用于大规模工业生产。

【技术实现步骤摘要】
一种铝钼铬锡铌中间合金及其制备方法
本专利技术涉及金属材料
，特别涉及一种铝钼铬锡铌中间合金及其制备方法。
技术介绍
钛及其合金具有优异的性能，如比强度高、耐腐蚀、耐高温以及良好的综合工艺性能等，在现代工业级科学
内日益成为引人瞩目的材料，在宇航、航空、石油、化工、轻工、冶金、机械和能源等众多领域得到了广泛的应用。TC12钛合金的名义成分为Ti-5Al-4Mo-4Cr-2Zr-2Sn-1Nb，是一种富β相的α+β型钛合金，它除了一般钛合金的优点(比重小，比强度大，无磁，耐腐蚀等)外，还有以下特点：高强度，高韧性，高淬透性，热加工方便。其综合性能游湖TC4合金，是航空、宇航、化工、医疗和超声、节能等工业的良好结构金属材料之一，目前在耐压为2.5万大气压的超高压容器，回旋加速器，节能的油渗水超声乳化器，高速离心机和飞机结构件等方面的应用和试验都取得了良好的效果。由于TC12钛合金是α+β双相钛合金，其使用性能是通过α和β相组织平衡来实现的，这种平衡是合金化学成分、热处理和机械加工综合产生的结果。α组织从高温β相形成时产生很大的局部合金成分微观调整，并在铸造过程中产生成分偏析。由于钛合金在大气下高温时化学性质活泼，不能经济地进行长时间均匀化处理，因此需要通过一定的熔炼和铸造方法降低铸锭的成分偏析。目前，为了降低熔炼温度，TC12钛合金的熔炼一般使用的中间合金为二元合金，但多种二元合金的加入易造成原材料混料困难，并且由于各合金元素的熔点相差较多，导致最终合金中铝含量偏低，钼、钒元素含量偏高，以及钼偏析、钼夹杂等材料缺陷，并且生产过程需要精确配料，过程复杂，易受人为因素和生产过程中各种因素的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铝钼铬锡铌中间合金及其制备方法。本专利技术提供的铝钼铬锡铌中间合金能够提高TC12钛合金熔炼时的成分均匀性，降低铸造时的成分偏析，简化TC12钛合金熔炼时的配料工序。本专利技术提供了一种铝钼铬锡铌中间合金，按质量含量计，包括24.0～26.0％的Mo，24.0～26.0％的Cr，11.0～13.0％的Sn，5.0～7.0％的Nb，以及余量的Al。优选的，所述铝钼铬锡铌中间合金包括24.5～25.5％的Mo，24.5～25.5％的Cr，11.5～12.5％的Sn，5.5～6.5％的Nb，以及余量的Al。优选的，所述铝钼铬锡铌中间合金包括25％的Mo，25％的Cr，12％的Sn，6％的Nb，以及余量的Al。本专利技术还提供了上述铝钼铬锡铌中间合金的制备方法，包括：以铝为还原剂，以三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌为氧化剂，冶炼得到铝钼铬锡铌中间合金。优选的，所述铝、三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌的形貌为粉体。优选的，所述铝、三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌和的质量比为(1.935～2.110)：(1.115～1.130)：(0.975～1.115):(0.465～0.500):(0.265～0.310)。优选的，所述冶炼包括以下步骤：(1)将铝、三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌混合，得到混合物料；(2)将所述步骤(1)得到的混合物料加热，铝热反应得到合金液；(3)将所述步骤(2)得到的合金液冷却，得到铝钼铬锡铌中间合金。优选的，所述步骤(2)中铝热反应的温度为1600～1800℃，铝热反应的时间为30～60s。优选的，所述冶炼之前还包括：将铝、三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌干燥。优选的，所述干燥的温度为100～120℃，干燥的时间为10～12h以上。本专利技术提供的铝钼铬锡铌中间合金，按质量含量计，包括24.0～26.0％的Mo，24.0～26.0％的Cr，11.0～13.0％的Sn，5.0～7.0％的Nb，以及余量的Al。本专利技术提供的铝钼铬锡铌中间合金通过设计合金成分，使铝钼铬锡铌中间合金具有较小的成分偏析，能够代替二元合金合金熔炼TC12钛合金，有助于合金成分均匀化，防止成分偏析，简化TC12钛合金熔炼时的配料工序。实验结果表明，本专利技术提供的铝钼铬锡铌中间合金成分均匀稳定，偏析较小。具体实施方式本专利技术提供了一种铝钼铬锡铌中间合金，按质量含量计，包括24.0～26.0％的Mo，24.0～26.0％的Cr，11.0～13.0％的Sn，5.0～7.0％的Nb，以及余量的Al。在本专利技术中，所述铝钼铬锡铌中间合金优选包括24.5～25.5％的Mo，24.5～25.5％的Cr，11.5～12.5％的Sn，5.5～6.5％的Nb，以及余量的Al，更优选包括25％的Mo，25％的Cr，12％的Sn，6％的Nb，以及余量的Al。在本专利技术中，所述各元素的配比使铝钼铬锡铌中间合金成分与TC12钛合金的合金元素接近，可降低凝固过程中的成分偏析。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述铝钼铬锡铌中间合金的制备方法，以铝为还原剂，以三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌为氧化剂，冶炼得到铝钼铬锡铌中间合金。在本专利技术中，所述铝、三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌的形貌优选为粉体；所述粉体的粒径优选独立地为80～120目，更优选独立地为90～110目。在本专利技术中，所述铝、三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌的质量比优选为(1.935～2.110)：(1.115～1.130)：(0.975～1.115):(0.465～0.500):(0.265～0.310)，更优选为(1.980～2.06)：(1.120～1.125)：(1.02～1.10):(0.470～0.485):(0.275～0.300)，最优选为2.055：1.125：1.096：0.475：0.295。本专利技术优选在所述冶炼前对铝、三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌进行干燥处理。在本专利技术中，所述干燥处理的温度优选为100～120℃，更优选为105～115℃；所述干燥处理的时间优选为10～12h，更优选为10.5～11.5h。在本专利技术中，所述干燥处理可以去除原料中的水，防止冶炼过程中出现析氢现象。在本专利技术中，所述冶炼优选包括以下步骤：(1)将铝、三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌混合，得到混合物料；(2)将所述步骤(1)得到的混合物料加热，铝热反应得到合金液；(3)将所述步骤(2)得到的合金液冷却，得到铝钼铬锡铌中间合金。本专利技术优选将铝、三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌混合，得到混合物料。本专利技术对所述混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合的技术方案即可。在本专利技术中，所述混合的速率优选为100～140r/min，更优选为110～130r/min；所述混合的时间优选为3～5min。本专利技术对所述混合的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合的装置即可。在本专利技术中，所述混合优选在V型混料机中进行。在本专利技术中，所述混合使各原料充分接触，便于铝热反应的进行。完成混合后，本专利技术优选将所述混合后的产物进行预热至装炉温度，得到混合物料。在本专利技术中，所述装炉的温度优选为30～60℃，更优选为40～50℃。在本专利技术中，所述预热有利于铝热反应的引发。得到混合物料后，本专利技术优选将所述混合物料加热，铝热反应得到合金液。本专利技术对所述加热的操作没有特殊的限定，采用本领域技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝钼铬锡铌中间合金，按质量含量计，包括24.0～26.0％的Mo，24.0～26.0％的Cr，11.0～13.0％的Sn，5.0～7.0％的Nb，以及余量的Al。

【技术特征摘要】
1.一种铝钼铬锡铌中间合金，按质量含量计，包括24.0～26.0％的Mo，24.0～26.0％的Cr，11.0～13.0％的Sn，5.0～7.0％的Nb，以及余量的Al。2.根据权利要求1所述的铝钼铬锡铌中间合金，其特征在于，包括24.5～25.5％的Mo，24.5～25.5％的Cr，11.5～12.5％的Sn，5.5～6.5％的Nb，以及余量的Al。3.根据权利要求1或2所述的铝钼铬锡铌中间合金，其特征在于，包括25％的Mo，25％的Cr，12％的Sn，6％的Nb，以及余量的Al。4.权利要求1～3中任意一项所述的铝钼铬锡铌中间合金的制备方法，其特征在于，包括：以铝为还原剂，以三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌为氧化剂，冶炼得到铝钼铬锡铌中间合金。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述铝、三氧化钼、三氧化二铬、二氧化锡和五氧化二铌的形貌为粉体。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志军，刘建丰，乔敏，刘强，胡利志，
申请(专利权)人：承德天大钒业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13