CN102330007A - 一种航空级钒铝合金的制备方法及生产系统 - Google Patents

一种航空级钒铝合金的制备方法及生产系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种航空级钒铝合金的制备方法及生产系统，制备方法为：用镁砖砌成镁砖冶炼炉；将砌好的镁砖冶炼炉置于液化气或煤气干燥窑内；采用计算机控制的配料机进行配料；将配比好的原料装入V型混料机充分混合；打掉表面的氧化皮；放入真空感应熔炼炉中进行熔炼到液体状态；在离心浇铸机中进行浇铸；采用氩气循环冷却；破碎包装；生产系统是由配料机、V形混料机、镁砖冶炼炉、真空感应熔炼炉和离心浇铸机组成，本发明的有益效果：合金杂质低，纯度高，成分均匀、致密，所制取的钒铝合金均匀度达到99.5％；满足了航空钛合金制备的需要。

Description

一种航空级钒铝合金的制备方法及生产系统
技术领域
本发明涉及一种钒铝合金的制备方法及生产系统，特别涉及一种航空级钒铝合金的制备方法及生产系统。
背景技术
钒铝合金是由钒元素和铝元素组成的二元中间合金，主要用于钛合金的制备。而钛合金广泛用于航天航空工业、化学和选矿设备工业、海洋设备和运动器材制造、生物医学器材制造工业、汽车制造业、舰船制造业、军事工业以及日用消费品制造业。
目前，国内普遍采用的钒铝合金的生产方法是：用石墨板砌筑高温冶炼炉和炉罩，然后将粉状五氧化二钒和铝粉按一定配比用人工混合后装入反应炉中；然后点火冶炼；自然冷却24小时出炉；人工整理去除氧化膜；破碎包装。这种常规方法生产出来的钒铝合金存在两大质量缺陷，一是杂质含量高，其中C的含量达到0.051％，Fe和Si的含量达到0.2％以上；二是成分均匀性差，合金锭各个部位偏析较大，不同部位的偏差达到3％。因此很难达到航空级钛合金制备的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于现有的钒铝合金的制备方法生产出的钒铝合金杂质高以及均匀性差的问题而提供的一种航空级钒铝合金的制备方法及生产系统。
本发明所述的一种航空级钒铝合金的制备方法如下所述：
(1)、用镁砖砌成镁砖冶炼炉；
(2)、将砌好的镁砖冶炼炉置于液化气或煤气干燥窑内，干燥12小时；
(3)、采用计算机控制的配料机进行配料，按重量比钒铝合金的配比为：V58％-Al42％、V65％-Al35％、V75％-Al25％；
(4)、将配比好的原料装入V型混料机充分混合15分钟，然后将混合好的原料装入镁砖冶炼炉内，用镁屑点燃装好的炉料进行冶炼，冶炼温度为1800-2700℃，冶炼时间1分钟；
(5)、把冶炼好的合金锭进行自然冷却到30-40℃后进行处理，打掉表面的氧化皮；
(6)、将处理好的合金块放入真空感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1600-1700℃，把合金熔炼到液体状态；
(7)、将熔化好的合金在离心浇铸机中进行浇铸；
(8)、在真空状态下，采用氩气循环冷却5小时，使合金锭的温度降到200℃以下后出炉；
(9)、破碎包装。
航空级钒铝合金的生产系统是由配料机、V形混料机、镁砖冶炼炉、真空感应熔炼炉和离心浇铸机组成，其中配料机由计算机控制自动进行配料，生产时钒铝按比例先由配料机进行自动配料后由V形混料机进行混合，把混合好的钒铝合金原料投入到镁砖冶炼炉内冶炼，把冶炼好的钒铝合金冷却处理后投入到真空感应熔炼炉中进行熔炼，把熔炼后的钒铝合金在离心浇铸机中进行浇铸。
配料机、V形混料机、镁砖冶炼炉、真空感应熔炼炉和离心浇铸机相邻之间由铁轨连接，便于钒铝合金在制取过程中利用轨道车进行运送，节省了人力和生产时间，极大地提高了冶炼的效率。
本发明的有益效果：合金杂质低，纯度高，成分均匀、致密，经过实际检测采用本发明所述方法及生产系统所制取的钒铝合金杂质含量比采用现有生产方法制取的钒铝合金杂质含量大大降低，其中C含量为0.003％，下降了17倍；Si含量0.10％降低了50％；Fe含量0.15％，降低了25％；所制取的钒铝合金均匀度达到99.5％；满足了航空钛合金制备的需要。
附图说明
图1本发明所述的生产系统示意图。
1、配料机  2、V形混料机  3、镁砖冶炼炉  4、真空感应熔炼炉
5、离心浇铸机  6、轨道。
具体实施方式
请参阅图1所示：
实施例一：
本发明所述的一种航空级钒铝合金的制备方法如下所述：
(1)、用镁砖砌成镁砖冶炼炉3；
(2)、将砌好的镁砖冶炼炉3置于液化气或煤气干燥窑内，干燥12时；
(3)、采用计算机控制的配料机1进行配料，取金属钒粉116公斤、金属铝粉84公斤，两种金属材料共计200公斤进行配料；
(4)、将配比好的原料装入V型混料机2内充分混合15分钟，然后将混合好的原料装入镁砖冶炼炉3内，用镁屑点燃装好的炉料进行冶炼，冶炼温度为1800-2700℃，冶炼时间1分钟；
(5)、把冶炼好的合金锭进行自然冷却到30-40℃后进行处理，打掉表面的氧化皮；
(6)、将处理好的合金块放入真空感应熔炼炉4中进行熔炼，熔炼温度为1600-1700℃，把合金熔炼到液体状态；
(7)、将熔化好的合金在离心浇铸机5中进行浇铸；
(8)、在真空状态下，采用氩气循环冷却5小时，使合金锭的温度降到200℃以下后出炉；
(9)、破碎包装。
实施例二：
本发明所述的一种航空级钒铝合金的制备方法如下所述：
(1)、用镁砖砌成镁砖冶炼炉3；
(2)、将砌好的镁砖冶炼炉3置于液化气或煤气干燥窑内，干燥12时；
(3)、采用计算机控制的配料机1进行配料，取金属钒粉130公斤、金属铝粉70公斤，两种金属材料共计200公斤进行配料；
(4)、将配比好的原料装入V型混料机2内充分混合15分钟，然后将混合好的原料装入镁砖冶炼炉3内，用镁屑点燃装好的炉料进行冶炼，冶炼温度为1800-2700℃，冶炼时间1分钟；
(5)、把冶炼好的合金锭进行自然冷却到30-40℃后进行处理，打掉表面的氧化皮；
(6)、将处理好的合金块放入真空感应熔炼炉4中进行熔炼，熔炼温度为1600-1700℃，把合金熔炼到液体状态；
(7)、将熔化好的合金在离心浇铸机5中进行浇铸；
(8)、在真空状态下，采用氩气循环冷却5小时，使合金锭的温度降到200℃以下后出炉；
(9)、破碎包装。
实施例三：
本发明所述的一种航空级钒铝合金的制备方法如下所述：
(1)、用镁砖砌成镁砖冶炼炉3；
(2)、将砌好的镁砖冶炼炉3置于液化气或煤气干燥窑内，干燥12时；
(3)、采用计算机控制的配料机1进行配料，取金属钒粉150公斤、金属铝粉50公斤，两种金属材料共计200公斤进行配料；
(4)、将配比好的原料装入V型混料机2内充分混合15分钟，然后将混合好的原料装入镁砖冶炼炉3内，用镁屑点燃装好的炉料进行冶炼，冶炼温度为1800-2700℃，冶炼时间1分钟；
(5)、把冶炼好的合金锭进行自然冷却到30-40℃后进行处理，打掉表面的氧化皮；
(6)、将处理好的合金块放入真空感应熔炼炉4中进行熔炼，熔炼温度为1600-1700℃，把合金熔炼到液体状态；
(7)、将熔化好的合金在离心浇铸机5中进行浇铸；
(8)、在真空状态下，采用氩气循环冷却5小时，使合金锭的温度降到200℃以下后出炉；
(9)、破碎包装。
请参阅图1所示：本发明所述的航空级钒铝合金的生产系统是由配料机1、V形混料机2、镁砖冶炼炉3、真空感应熔炼炉4和离心浇铸机5组成，其中配料机1由计算机控制自动进行配料，生产时钒铝按比例先由配料机1进行自动配料后由V形混料机2进行混合，把混合好的钒铝合金原料投入到镁砖冶炼炉3内冶炼，把冶炼好的钒铝合金冷却处理后投入到真空感应熔炼炉4中进行熔炼，把熔炼后的钒铝合金在离心浇铸机5中进行浇铸。
配料机1、V形混料机2、镁砖冶炼炉3、真空感应熔炼炉4和离心浇铸机5相邻之间由铁轨6连接，便于钒铝合金在制取过程中利用轨道车进行运送，节省了人力和生产时间，极大地提高了冶炼的效率。

Claims (3)

1.一种航空级钒铝合金，其制备方法如下所述：
(1)、用镁砖砌成镁砖冶炼炉；
(2)、将砌好的镁砖冶炼炉置于液化气或煤气干燥窑内，干燥12小时；
(3)、采用计算机控制的配料机进行配料，按重量比钒铝合金的配比为：V58％-Al42％、V65％-Al35％、V75％-Al25％；
(4)、将配比好的原料装入V型混料机充分混合15分钟，然后将混合好的原料装入镁砖冶炼炉内，用镁屑点燃装好的炉料进行冶炼，冶炼温度为1800-2700℃，冶炼时间1分钟；
(5)、把冶炼好的合金锭进行自然冷却到30-40℃后进行处理，打掉表面的氧化皮；
(6)、将处理好的合金块放入真空感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1600-1700℃，把合金熔炼到液体状态；
(7)、将熔化好的合金在离心浇铸机中进行浇铸；
(8)、在真空状态下，采用氩气循环冷却5小时，使合金锭的温度降到200℃以下后出炉；
(9)、破碎包装。
2.一种航空级钒铝合金的生产系统，其特征在于：是由配料机、V形混料机、镁砖冶炼炉、真空感应熔炼炉和离心浇铸机组成，其中配料机由计算机控制自动进行配料，生产时钒铝按比例先由配料机进行自动配料后由V形混料机进行混合，把混合好的钒铝合金原料投入到镁砖冶炼炉内冶炼，冶炼好的钒铝合金冷却处理后投入到真空感应熔炼炉中进行熔炼，把熔炼后的钒铝合金在离心浇铸机中进行浇铸。
3.根据权利要求2所述的一种航空级钒铝合金的生产系统，其特征在于：所述的配料机、V形混料机、镁砖冶炼炉、真空感应熔炼炉和离心浇铸机相邻之间由铁轨连接。
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