一种铝钼钒铬中间合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝钼钒铬中间合金，按质量百分比计，其成分为：钼25.0％

【技术实现步骤摘要】
一种铝钼钒铬中间合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料
，更具体的说是涉及一种铝钼钒铬中间合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]铝、钼、钒、铬都是钛合金的主要合金成分，通常以中间合金的形式加到钛合金中，主要应用的钛合金牌号为TB2、TB9、TB15、TB16，应用广泛。如TB2钛合金，名义成分为Ti
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5Mo
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5V
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8Cr
‑
3Al，适合于制造在300℃以下工作的航空紧固件，也适合于制造在500℃以下短时工作的航天紧固件。
[0004]目前，钛合金中间合金大多采用二元合金，为达到使用时的性能要求，需要添加几种二元合金，因而容易造成产品性能的不稳定，给生产钛合金中间过程带来困难。
[0005]申请人发现，通过使用四元合金作为中间合金，可以有效的解决这一问题，同时四元合金各成分可以根据要求进行调节，操作简单，方便了钛合金的制备，具有长远的意义。
[0006]因此，如何开发一种铝钼钒铬中间合金以提高钛合金的综合性能是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种铝钼钒铬中间合金及其制备方法，以解决现有技术中的上述问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种铝钼钒铬中间合金，按质量百分比计，其成分为：钼25.0％
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27.0％，钒24.0％
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26.0％，铬28.0％
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30.5％，余量为铝，及不可避免的杂质；
[0010]优选为：钼25.5
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26.5％，钒24.0
‑
25.5％，铬28.0％
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29.5％，余量为铝，及不可避免的杂质；
[0011]更优选为：钼26.0％，钒25.0％，铬29.0％，余量为铝，及不可避免的杂质。
[0012]本专利技术的有益效果在于：通过添加钼，可提高钛合金的室温和高温强度，增加淬透性，并提高含铬和铁的合金的热稳定性；通过添加钒，作为稳定剂和强化剂，使钛合金具有很好的延展性和可塑性；通过添加铬，可提高钛合金强度和塑性；通过添加铝，可以提高钛合金室温和高温强度以及热强性。
[0013]本专利技术通过原料成分和含量的控制，中和了各元素之间的熔点差和密度差，避免了熔炼过程中因熔点差造成的元素烧损、因密度差导致的成分不均匀等问题，使铝钼钒铬中间合金具有较小的成分偏析，在熔炼钛合金时，有助于钛合金成分均匀化，防止成分偏析，并优化钛合金熔炼时的配料工序，能够实现生产过程中的精确配料，方便了钛合金的制
备。
[0014]一种铝钼钒铬中间合金的制备方法，具体包括以下步骤：
[0015](1)将钼源、钒源和第一铝源混合，进行铝热反应，得到铝钼钒合金；
[0016](2)将铝钼钒合金、金属铬和第二铝源混合，进行真空感应熔炼，得到铝钼钒铬合金液；
[0017](3)将铝钼钒铬合金液进行冷却，即得铝钼钒铬中间合金。
[0018]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的制备方法能够提高铝钼钒铬中间合金成分的均匀稳定性，并降低O、N等杂质含量，且过程简单，易于控制，适用于大规模工业生产。
[0019]进一步，步骤(1)中，将钼源、钒源和第一铝源混合前，分别将钼源、钒源和第一铝源进行干燥；更进一步，干燥的温度为100
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120℃，优选为105
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115℃，时间≥6h。本专利技术对混合的过程没有特别的要求，采用本领域熟知的过程能够保证各原料混合均匀即可。在本专利技术的具体实施例中，混合优选在混料机中进行，混料的速率优选为100
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140r/min，更优选为110
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130r/min，混料时间优选为4min。在本专利技术中，混合能够使各组分充分接触，便于后续铝热反应的进行。
[0020]采用上述进一步的有益效果在于，干燥处理能够除去物料吸潮的水分，保证物料干燥，从而在熔炼过程中减少析出杂质气体，比如氢、氮、氧等；时间≥6h是为了保证物料的完全烘干，时间过短则不能完全烘干，时间过长又会浪费资源。
[0021]进一步，上述步骤(1)中，钼源为二氧化钼，钒源为五氧化二钒，第一铝源为铝粉。更进一步，二氧化钼、五氧化二钒和铝粉的质量比为(0.745
‑
0.753)：(0.958
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1.064)：(0.934
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1.061)，优选为(0.747
‑
0.750)：(0.958
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1.000)：(0.980
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1.000)，更优选为0.748：0.967：1。
[0022]采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术通过控制钼源、钒源和第一铝源的质量比，从而控制铝钼钒合金中钒和钼的质量比。
[0023]进一步，上述步骤(1)中，铝热反应的温度为1650
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1750℃，优选为1680
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1720℃；时间为33
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42s，优选为35
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40s。本专利技术对铝热反应的反应装置没有特殊的限定，采用本领域熟知的铝热反应装置即可；在本专利技术的具体实施例中，铝热反应优选在熔炼炉中进行，熔炼炉的炉体优选为镁砖砌筑的炉体、三氧化二铝烧结的炉体或石墨板砌筑的炉体，隔热效果好，不引入杂质。本专利技术对引发铝热反应的点火方式没有特殊的限定，采用本领域熟知的方式即可。完成铝热反应后，本专利技术优选将所得铝钼钒合金液进行冷却，冷却的方式优选为随炉冷却，得到铝钼钒合金。
[0024]采用上述进一步的有益效果在于，铝热反应过程中，铝作为还原剂，将二氧化钼还原为金属单质钼，将五氧化二钒还原成单质钒，铝被氧化为氧化铝，并释放大量的热能使金属熔化形成铝钼钒合金液；铝被氧化形成的氧化铝浮于铝钼钒合金液表面，与铝钼钒合金液分离并去除。本专利技术对分离和去除的过程没有特殊的限定，选用本领域技术人员熟知的过程即可。
[0025]进一步，上述步骤(2)中，铬优选为各元素对应的含量99.9％以上的块状金属单质，第二铝源为铝豆，铝豆的作用为调节合金品位及增加熔炼时的导磁性，有助于合金熔化；更进一步，铝钼钒合金、金属铬和第二铝源质量比为(2.12
‑
2.15)：(0.99
‑
1.01)：(0.12
‑
0.43)。在本专利技术中，真空熔炼中铝钼钒合金、金属铬和第二铝源的加入量优选根据对铝钼
钒合金的成分分析结果结合所需铝钼钒铬中间合金中各金属元素的质量含量进行确定。本专利技术对混合的过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝钼钒铬中间合金，其特征在于，按质量百分比计，其成分为：钼25.0％
‑
27.0％，钒24.0％
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26.0％，铬28.0％
‑
30.5％，余量为铝，及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种铝钼钒铬中间合金，其特征在于，按质量百分比计，其成分为：钼25.5
‑
26.5％，钒24.0
‑
25.5％，铬28.0％
‑
29.5％，余量为铝，及不可避免的杂质。3.根据权利要求2所述的一种铝钼钒铬中间合金，其特征在于，按质量百分比计，其成分为：钼26.0％，钒25.0％，铬29.0％，余量为铝，及不可避免的杂质。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述铝钼钒铬中间合金的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将钼源、钒源和第一铝源混合，进行铝热反应，得到铝钼钒合金；(2)将铝钼钒合金、金属铬和第二铝源混合，进行真空感应熔炼，得到铝钼钒铬合金液；(3)将铝钼钒铬合金液进行冷却，即得所述铝钼钒铬中间合金。5.根据权利要求4所述的一种铝钼钒铬中间合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将钼源、钒源和第一铝源混合前，分别将钼源、钒源和第一铝源进行干燥；所述干燥的温度为100
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120℃，时间≥6h。6.根据权利要求4所述的一种铝钼钒铬中间合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钼源为二氧化钼，所述钒源为五氧化二钒，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志军，刘强，何建成，孙鑫，刘志彬，段善博，纪海龙，王东华，
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：