CN101906546A - 一种钒铝合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种钒铝合金的制备方法，涉及一种生产钛合金的钒铝中间合金的制备方法。其特征在于其制备过程是首先采用金属热还原法，以铝作为还原剂还原五氧化二钒制备出一步钒铝合金；再将制备出的一步钒铝合金破碎、烘干后加入铝，在真空中频感应炉进行二步精炼，得到钒铝合金最终产品。本发明的方法，将金属热还原法(一步法)将铝做为还原剂，冶炼钒铝合金时铝留出一少部分，在真空中频感应炉精炼时加入。有效解决了钒铝合金在中频真空感应电炉中熔化的难题，而且从合金的外观质量、致密度、杂质成分、均匀度等方面比较均优于一步法合金，达到了精炼的目的。同时这种工艺精炼钒铝合金，送电功率较低就能完全熔化，节能效果明显。
Description
技术领域
一种钒铝合金的制备方法，涉及一种生产钛合金的钒铝中间合金的制备方法。
背景技术
钛合金被广泛应用于军事工业、航空航天工业和民用工业，钒铝中间合金是生产钛合金的重要原料。目前，钒铝合金生产主要采用传统的金属热还原法(一步法)，这种方法生产的产品杂质含量高，特别是氧、碳和氮含量较高，均匀性差，V元素含量不好掌握。而且在钒铝合金精炼过程中，受钒铝合金熔点、磁导率、电阻率等物理因素的影响，钒铝合金在中频真空感应电炉中熔化困难，钒铝合金精炼效果难以达到要求，难以满足高端钛合金产品的需要。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效降低杂质含量，提高合金的均匀性，提高产品品质的钒铝合金的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种钒铝合金的制备方法，其特征在于其制备过程是首先采用金属热还原法，以一部分铝作为还原剂还原五氧化二钒制备出一步钒铝合金；再将制备出的一步钒铝合金破碎、烘干后再加入部分铝，在真空中频感应炉进行二步熔炼，得到钒铝合金最终产品。
本发明的一种钒铝合金的制备方法，其特征在于其作为还原剂的部分铝和在制备出的一步钒铝合金中加入的部分铝之和等于制备出钒铝合金最终产品所需的铝的总量。
本发明的一种钒铝合金的制备方法，其特征在于作为还原剂的部分铝和在制备出的一步钒铝合金中加入的部分铝的比例为：90％-98％：2％-10％。
本发明的一种钒铝合金的制备方法，其特征在于制备出的一步钒铝合金破碎粒度为30-50mm。
本发明的一种钒铝合金的制备方法，其特征在于其烘干过程是在120℃烘干窑内烘干10-12小时。
本发明的一种钒铝合金的制备方法，其特征在于将制备出的一步钒铝合金破碎、烘干后加入的铝是铝豆，装料时在真空中频感应炉坩锅内先加入1/3金属热还原法钒铝合金部分破碎料，再加入铝豆并居中集中放置，再在铝豆上加余下的金属热还原法钒铝合金部分破碎料，并捣实。其目的是使在坩锅中的熔炼炉料的铝豆能形成熔池，达到合金熔化的目的，同时最大限度节省电能。
本发明的方法，将金属热还原法(一步法)将铝做为还原剂，通过化学反应3V2O5+10Al＝5Al2O5+6V生产出一步钒铝合金产品，冶炼一步钒铝合金时铝留出一少部分，在真空中频感应炉精炼时加入。按照不同原料配比可生产出不同钒含量的钒铝合金。本发明的方法，有效解决了钒铝合金在中频真空感应电炉中熔化的难题，而且从合金的外观质量、致密度、杂质成分、均匀度等方面比较均优于一步法合金，达到了精炼的目的。同时这种工艺精炼钒铝合金，送电功率较低就能完全熔化，节能效果明显。
具体实施方式
一种钒铝合金的制备方法，其制备过程是首先采用金属热还原法，以铝作为还原剂还原五氧化二钒制备出一步钒铝合金；再将制备出的一步钒铝合金破碎后加入铝，在真空中频感应炉进行二步精炼，得到钒铝合金最终产品。且将制备出的一步钒铝合金破碎、烘干后加入的铝是铝豆，装料时在真空中频感应炉坩锅内先加入金属热还原法钒铝合金部分破碎料，再加入铝豆并居中集中放置，再在铝豆上加余下的金属热还原法钒铝合金部分破碎料，并捣实。
实施例1
制备牌号为AlV40的钒铝合金。
首先将V2O5100kg、Al 126kg，采用金属热还原法，以铝作为还原剂还原五氧化二钒制备出一步钒铝合金；再将制备出的一步钒铝合金破碎成粒度为30-50mm，在120℃烘干窑内烘干10-12小时，再加入铝豆7.45kg，在真空中频感应炉进行二步精炼，得到钒铝合金最终产品，其钒铝合金最终产品成份为V38.0～42.0，Fe小于0.25，Si小于0.25，C小于0.08，0小于0.05，铝为余量。合金杂质含量低，合金的均匀性好。
实施例2
制备牌号为AlV50的钒铝合金。
首先将V2O5100kg、Al 100kg，采用金属热还原法，以铝作为还原剂还原五氧化二钒制备出一步钒铝合金；再将制备出的一步钒铝合金破碎粒度为30-50mm，在120℃烘干窑内烘干12小时，再加入铝豆5.45kg，在真空中频感应炉进行二步精炼，得到钒铝合金最终产品，其钒铝合金最终产品成份为V45.0～55.0，Fe小于0.25，Si小于0.25，C小于0.08，0小于0.05，铝为余量。合金杂质含量低，合金的均匀性好。
实施例3
制备牌号为AlV55的钒铝合金。
首先将V2O5100kg、Al 86kg，采用金属热还原法，以铝作为还原剂还原五氧化二钒制备出一步钒铝合金；再将制备出的一步钒铝合金破碎粒度为30-50mm，在120℃烘干窑内烘干11小时，再加入铝豆9.27kg，在真空中频感应炉进行二步精炼，得到钒铝合金最终产品，其钒铝合金最终产品成份为V50.0～60.0，Fe小于0.28，Si小于0.28，C小于0.10，0小于0.08，铝为余量。合金杂质含量低，合金的均匀性好。
实施例4
制备牌号为AlV85的钒铝合金。
首先将V2O5100kg、Al 53kg，采用金属热还原法，以铝作为还原剂还原五氧化二钒制备出一步钒铝合金；再将制备出的一步钒铝合金破碎粒度为30-50mm，在120℃烘干窑内烘干12小时，再加入铝豆6.33kg，在真空中频感应炉进行二步精炼，得到钒铝合金最终产品，其钒铝合金最终产品成份为V80.0～90.0，Fe小于0.30，Si小于0.30，C小于0.15，0小于0.10，铝为余量。合金杂质含量低，合金的均匀性好。
实施例5
同一批次原料直接已有的采用铝作为还原剂还原五氧化二钒制备出钒铝合金和采用本发明的方法制备出的AlV55合金成分对比。
实施例5
首先将V2O5100kg、Al 53kg，采用金属热还原法，以铝作为还原剂还原五氧化二钒制备出一步钒铝合金；再将制备出的一步钒铝合金破碎粒度为30-50mm，在120℃烘干窑内烘干10小时，再加入铝豆5.89kg，在真空中频感应炉进行二步精炼，得到钒铝合金最终产品，合金杂质含量低，合金的均匀性好。
实施例6
制备牌号为AlV40的钒铝合金。
首先将V2O5100kg、Al 126kg，采用金属热还原法，以铝作为还原剂还原五氧化二钒制备出一步钒铝合金；再将制备出的一步钒铝合金破碎成粒度为30-50mm，在120℃烘干窑内烘干10-12小时，再加入铝豆2.61kg，在真空中频感应炉进行二步精炼，得到钒铝合金最终产品，合金杂质含量低，合金的均匀性好。
Claims (6)
1.一种钒铝合金的制备方法，其特征在于其制备过程是首先采用金属热还原法，以一部分铝作为还原剂还原五氧化二钒制备出一步钒铝合金；再将制备出的一步钒铝合金破碎、烘干后再加入部分铝，在真空中频感应炉进行二步熔炼，得到钒铝合金最终产品。
2.根据权利要求1所述的一种钒铝合金的制备方法，其特征在于其作为还原剂的部分铝和在制备出的一步钒铝合金中加入的部分铝之和等于制备出钒铝合金最终产品所需的铝的总量。
3.根据权利要求1所述的一种钒铝合金的制备方法，其特征在于作为还原剂的部分铝和在制备出的一步钒铝合金中加入的部分铝的比例为：90％-98％：2％10％。
4.根据权利要求1所述的一种钒铝合金的制备方法，其特征在于制备出的一步钒铝合金破碎粒度为30-50mm。
5.根据权利要求1所述的一种钒铝合金的制备方法，其特征在于其烘干过程是在120℃烘干窑内烘干10-12小时。
6.根据权利要求1所述的一种钒铝合金的制备方法，其特征在于将制备出的一步钒铝合金破碎、烘干后加入的铝是铝豆，装料时在真空中频感应炉坩锅内先加入1/3金属热还原法钒铝合金部分破碎料，再加入铝豆并居中集中放置，再在铝豆上加余下的金属热还原法钒铝合金部分破碎料，并捣实，熔炼炉料时铝豆形成熔池。
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