一种钒铝铁中间合金及其制备方法技术

一种钒铝铁中间合金，其特征在于：　　　　按重量百分比计合金组成为，Ａｌ１７～２０％，Ｆｅ１１～１３％，Ｖ为余量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钛合金的制备，具体地说是一种用于钛合金制备的钒铝铁(钒基)中间合金及其制备方法。
技术介绍
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VAlFe合金熔点1596℃，而V熔点为1890℃，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。
技术实现思路
本专利技术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钒铝铁中间合金及其制备(冶炼)方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为一种钒铝铁中间合金，按重量百分比计合金组成为，Al 17～20％，Fe 11～13％，V为余量。较佳的合金组成为，Al 18.5％，Fe 12.5％，残余元素中O＜0.1％，V为余量。钒铝铁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，配料重量组成以V2O5为1kg计，Al 0.619～0.732kg，Fe 0.089～0.1kg，CaF20.1～0.25kg，渣子0.15～0.25kg(钒铝铁合金冶炼产生的炉渣)；原料装炉温度为30～60℃(最好为35～45℃)，反应平稳，合金形成好；原料装炉温度为30～60℃原料烘干温度一般为70～80℃，烘干时间不少于24小时。本专利技术与现有技术相比，具有如下的有益效果1.便于钛合金的制备。本专利技术钒基中间合金熔点比各金属单质中最高的熔点低(如VAlFe合金熔点1596℃，而V熔点为1890℃)；采用本专利技术钒基系列中间合金制备钛合金，可以以合金包的形式加入海绵钛中，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；本专利技术加工过程简单易行，不需特殊设备本专利技术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。本专利技术生产的中间合金，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稀现象。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；而本专利技术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。本专利技术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。具体实施例方式本专利技术是在铝钒合金的基础上，适当的加入主要成份Fe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专利技术。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℃(可以为75±5℃)的烘干室中烘干时间不少于24小时(可以为24～72小时)；2.称取原料用配料渣(钒铝铁合金冶炼产生的炉渣)降低热量，渣子加入量为原料总重量的10～15％；V2O5Al Fe CaF2配料渣1kg0.732kg 0.1kg 0.22kg0.2kg3.混料将料装入V型混料器中，混均匀，次数6次；4.冷却将混合好的原料冷却至42℃(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21秒；冶炼过程反应平稳；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；12.取样化验分析产品经化验分析结果为V 64.26％，Al 23％，Fe 12.54％，O 0.02％；13、包装产品经化验合格后，包装好装入包装桶内。合金应用性能上述合金加入钛中可以增加α和β、α+β相所具有的性能；与现有钛合金冶炼通常采用的钒铝铁合金相比，杂质O含量低，本专利技术合金更符合合金中各元素要求的重量百分比，合金化更均匀。实施例2～5.按实施例1方法操作，与实施例1不同之处见表1。表1.钒铝铁合金反应体系 权利要求1.一种钒铝铁中间合金，其特征在于按重量百分比计合金组成为，Al 17～20％，Fe 11～13％，V为余量。2.按照权利要求1所述钒铝铁中间合金，其特征在于按重量百分比计合金组成为，Al 18.5％，Fe 12.5％，残余元素中O＜0.1％，V为余量。3.一种权利要求1所述钒铝铁中间合金的制备方法，其特征在于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1kg计，Al0.619～0.732kg，Fe 0.089～0.1kg，CaF20.1～0.25kg，钒铝铁合金冶炼产生的炉渣0.15～0.25kg；原料装炉温度为30～60℃。4.按照权利要求3所述钒铝铁中间合金的制备方法，其特征在于所述原料装炉温度为35～45℃。5.按照权利要求3所述钒铝铁中间合金的制备方法，其特征在于原料烘干温度为70～80℃，烘干时间不少于24小时。6.按照权利要求5所述钒铝铁中间合金的制备方法，其特征在于烘干时间不少于48小时。全文摘要本专利技术涉及钛合金的制备，具体地说是一种用于钛合金制备的钒铝铁中间合金及其制备方法，按重量百分比计合金组成为Al 17～20％，Fe11～13％，V为余量；制备过程为采用炉外点火冶炼法，按常规步骤操作，配料重量组成以V文档编号C22C27/00GK1629338SQ20031011907公开日2005年6月22日 申请日期2003年12月15日 优先权日2003年12月15日专利技术者张忠士, 郭淑君, 田福礼 申请人:张忠士本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠士，郭淑君，田福礼，
申请(专利权)人：张忠士，
类型：发明
国别省市：