CN105018814B - 一种钨钼合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钨钼合金，所述钨钼合金主体元素组成为：钨元素66~76%、钼元素22~30%、铁元素为1~2%、硅元素0.2~0.3%、碳元素0.5~0.8%、铝元素0.2~0.4%、余量为杂质。本发明还公开了一种钨钼合金的制备方法。本发明采用真空离子炉熔炼不仅能使得钨钼元素始终保持离子的状态，由于真空离子炉的温度一般会低于普通的真空炉，因此能够有效防止金属在熔炼过程中烧损，另外采用单嘴精炼炉进行精炼，能够提供钨钼合金的质量，并且通过上述的除磷剂和脱硫剂进行除去钨钼合金中的杂质，使得产品的纯度更高，质量更优。

Description

一种钨钼合金及其制备方法
技术领域
本发明属于矿物提取冶金技术领域，特别涉及一种钨钼合金及其制备方法。
背景技术
钨钼是两种重要的稀有金属，钢铁工业是钨钼的大用户，钨钼在周期表中为VIB族，由于镧系收缩，钨钼的许多性质都极为相似，钨钼在自然界中通常互为半生元素，在原子外层电子排布、离子半径等方面都非常相似，钨钼化合物在水溶液中的状态也非常相似，在碱性溶液中，钨钼常见的价态均为+6价。据统计，40%的钨、80% 的钼均用于钢铁工业。钨钼是合金钢中的重要元素，特别是高速钢、工模具钢、不锈钢、耐热钢、磁钢、耐蚀合金和高温合金必不可少的合金元素。
发明内容
发明目的：针对现有技术的问题，本发明的第一个目的是提供了一种钨钼合金。本发明的第二个目的是提供了一种钨钼合金的制备方法。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钨钼合金，所述钨钼合金主体元素组成为：钨元素66~76%、钼元素22~30%、铁元素为1~2%、硅元素0.2~0.3%、碳元素0.5~0.8%、铝元素0.2~0.4%、余量为杂质。
其中，上述杂质包括磷元素、氮元素、硫元素、硒元素和锰元素。
其中，上述磷元素≤0.1%、氮元素≤0.1%、硫元素≤0.1%、硒元素≤0.1%、锰元素≤0.1%。
上述的钨钼合金的制备方法，包括以下步骤：
1）将低品位钨钼矿石为原料在100～150℃脱水2小时，粉碎至颗粒粒度为110～180目，所述钨钼矿石含WO360~70%和Mo15~20%；
2）将低品位钨钼矿石中加入碳粉并混匀得到混合物，其中低品位钨钼矿与碳粉重量比为100:8～18；
3）将混合物放入真空离子炉中，其中，压力为100～110pa、850~920℃条件下加热20~30min，通过炉中分析，调整W、Mo、铁和其他元素的含量，使得重量百分比为分别为钨元素65~76%、钼元素10~20%、铁元素为1~2%、硅元素0.2~0.3%、碳元素0.5~0.8%、铝元素0.2~0.4%得到钨钼精矿；
4）将步骤3）得到的钨钼精矿置于单嘴精炼炉中精炼，升温1500~1550℃保温20~25min，还原熔炼，去除液体表面熔渣，冷却，精整，得钨钼合金。
其中，上述步骤2）中通过采用脱硫剂和除磷剂来除去钨钼矿石中的硫元素和磷元素。
其中，上述脱硫剂为石灰石和氟化钙组成，其比例为CaO:CaF2为3:2。
其中，上述除磷剂包括高锰酸钾22%，硫酸亚铁13%，三氯化铁22%，硫酸亚锰7%，聚丙烯酰胺1.5%，碳酸钙2.2%，聚合氯化铝13.8%，次氯酸钠8.2%，硅酸钠3%，活性氧化铝7.3%。
有益效果：本发明相对于现有技术，具有以下优点：本发明采用真空离子炉熔炼不仅能使得钨钼元素始终保持离子的状态，由于真空离子炉的温度一般会低于普通的真空炉，因此能够有效防止金属在熔炼过程中烧损，另外采用单嘴精炼炉进行精炼，能够提供钨钼合金的质量，并且通过上述的除磷剂和脱硫剂进行除去钨钼合金中的杂质，使得产品的纯度更高，质量更优。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
一种钨钼合金，钨钼合金主体元素组成为：钨元素66%、钼元素30%、铁元素为2%、硅元素0.3%、碳元素0.8%、铝元素0.4%、余量为杂质。杂质包括磷元素、氮元素、硫元素、硒元素和锰元素。磷元素0.1%、氮元素0.1%、硫元素0.1%、硒元素0.1%、锰元素0.1%。
钨钼合金的制备方法，包括以下步骤：
1）将低品位钨钼矿石为原料在100℃脱水2小时，粉碎至颗粒粒度为110目，所述钨钼矿石含WO360%和Mo15%；
2）将低品位钨钼矿石中加入碳粉并混匀得到混合物，其中低品位钨钼矿与碳粉重量比为100:8；
3）将混合物放入真空离子炉中，其中，压力为100pa、850℃条件下加热20min，通过炉中分析，调整W、Mo、铁和其他元素的含量，使得重量百分比为分别为钨元素66%、钼元素30%、铁元素为2%、硅元素0.3%、碳元素0.8%、铝元素0.4%得到钨钼精矿；
4）将步骤3）得到的钨钼精矿置于单嘴精炼炉中精炼，升温1500℃保温20~25min，还原熔炼，去除液体表面熔渣，冷却，精整，得钨钼合金。
步骤2）中通过采用脱硫剂和除磷剂来除去钨钼矿石中的硫元素和磷元素。
脱硫剂为石灰石和氟化钙组成，其比例为CaO:CaF2为3:2。
除磷剂包括高锰酸钾22%，硫酸亚铁13%，三氯化铁22%，硫酸亚锰7%，聚丙烯酰胺1.5%，碳酸钙2.2%，聚合氯化铝13.8%，次氯酸钠8.2%，硅酸钠3%，活性氧化铝7.3%。
实施例2
一种钨钼合金，钨钼合金主体元素组成为：钨元素76%、钼元素22%、铁元素为1%、硅元素0.2%、碳元素0.5%、铝元素0.2%、余量为杂质。杂质包括磷元素、氮元素、硫元素、硒元素和锰元素。磷元素0.02%、氮元素0.02%、硫元素0.02%、硒元素0.02%、锰元素0.02%。
钨钼合金的制备方法，包括以下步骤：
1）将低品位钨钼矿石为原料在150摄氏度脱水2小时，粉碎至颗粒粒度为180目，所述钨钼矿石含WO370%和Mo20%；
2）将低品位钨钼矿石中加入碳粉并混匀得到混合物，其中低品位钨钼矿与碳粉重量比为100: 18；
3）将混合物放入真空离子炉中，其中，压力为110pa、920℃条件下加热30min，通过炉中分析，调整W、Mo、铁和其他元素的含量，使得重量百分比为分别为钨元素76%、钼元素22%、铁元素为1%、硅元素0.2%、碳元素0.5%、铝元素0.2%得到钨钼精矿；
4）将步骤3）得到的钨钼精矿置于单嘴精炼炉中精炼，升温1550℃保温25min，还原熔炼，去除液体表面熔渣，冷却，精整，得钨钼合金。
步骤2）中通过采用脱硫剂和除磷剂来除去钨钼矿石中的硫元素和磷元素。
脱硫剂为石灰石和氟化钙组成，其比例为CaO:CaF2为3:2。
除磷剂包括高锰酸钾22%，硫酸亚铁13%，三氯化铁22%，硫酸亚锰7%，聚丙烯酰胺1.5%，碳酸钙2.2%，聚合氯化铝13.8%，次氯酸钠8.2%，硅酸钠3%，活性氧化铝7.3%。
实施例3
一种钨钼合金，钨钼合金主体元素组成为：钨元素71%、钼元素26%、铁元素为1.5%、硅元素0.25%、碳元素0.65%、铝元素0.3%、余量为杂质。杂质包括磷元素、氮元素、硫元素、硒元素和锰元素。磷元素0.06%、氮元素0.06%、硫元素0.06%、硒元素0.06%、锰元素0.06%。
钨钼合金的制备方法，包括以下步骤：
1）将低品位钨钼矿石为原料在125℃脱水2小时，粉碎至颗粒粒度为145目，所述钨钼矿石含WO365%和Mo17%；
2）将低品位钨钼矿石中加入碳粉并混匀得到混合物，其中低品位钨钼矿与碳粉重量比为100:13；
3）将混合物放入真空离子炉中，其中，压力为105pa、900℃条件下加热25min，通过炉中分析，调整W、Mo、铁和其他元素的含量，使得重量百分比为分别为钨元素71%、钼元素26%、铁元素为1.5%、硅元素0.25%、碳元素0.65%、铝元素0.3%得到钨钼精矿；
4）将步骤3）得到的钨钼精矿置于单嘴精炼炉中精炼，升温1525℃保温23min，还原熔炼，去除液体表面熔渣，冷却，精整，得钨钼合金。
步骤2）中通过采用脱硫剂和除磷剂来除去钨钼矿石中的硫元素和磷元素。
脱硫剂为石灰石和氟化钙组成，其比例为CaO:CaF2为3:2。
除磷剂包括高锰酸钾22%，硫酸亚铁13%，三氯化铁22%，硫酸亚锰7%，聚丙烯酰胺1.5%，碳酸钙2.2%，聚合氯化铝13.8%，次氯酸钠8.2%，硅酸钠3%，活性氧化铝7.3%。
实验例：
分别按照实施例1~3制备的钨钼合金与市面上的普通钨钼合金在测试温度为1000~1200℃下进行耐热性能的测试： 硬度、抗拉强度、屈服强度。
腐蚀性能测试：在室温下采用1N H2SO4+1N KSCN溶液及除氧的3.5%NaCl溶液进行动电位极化实验。在30%的沸腾醋酸溶液中浸泡5次，每次48小时。
晶间腐蚀的实验结果以及在酸中的腐蚀速度结果如下：
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种钨钼合金，其特征在于，所述钨钼合金主体元素组成为：钨元素66~76%、钼元素22~30%、铁元素为1~2%、硅元素0.2~0.3%、碳元素0.5~0.8%、铝元素0.2~0.4%、余量为杂质。
2.根据权利要求1所述的一种钨钼合金，其特征在于，所述杂质包括磷元素、氮元素、硫元素、硒元素和锰元素。
3.根据权利要求2所述的一种钨钼合金，其特征在于，所述磷元素≤0.1%、氮元素≤0.1%、硫元素≤0.1%、硒元素≤0.1%、锰元素≤0.1%。
4.权利要求1～3任一项所述的钨钼合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将低品位钨钼矿石为原料在100～150℃脱水2小时，粉碎至颗粒粒度为110～180目，所述钨钼矿石含WO360~70%和Mo15~20%；
2）将低品位钨钼矿石中加入碳粉并混匀得到混合物，其中低品位钨钼矿与碳粉重量比为100:8～18；
3）将混合物放入真空离子炉中，其中，压力为100～110Pa、850~920℃条件下加热20~30min，通过炉中分析，调整W、Mo、铁和其他元素的含量，使得重量百分比分别为钨元素65~76%、钼元素20~30%、铁元素为1~2%、硅元素0.2~0.3%、碳元素0.5~0.8%、铝元素0.2~0.4%得到钨钼精矿；
4）将步骤3）得到的钨钼精矿置于单嘴精炼炉中精炼，升温1500~1550℃保温20~25min，还原熔炼，去除液体表面熔渣，冷却，精整，得钨钼合金。
5.根据权利要求4所述的一种钨钼合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中通过采用脱硫剂和除磷剂来除去钨钼矿石中的硫元素和磷元素。
6.根据权利要求5所述的一种钨钼合金的制备方法，其特征在于，所述脱硫剂为石灰石和氟化钙组成，其比例为CaO: CaF2为3:2。
7.根据权利要求5所述的一种钨钼合金的制备方法，其特征在于，所述除磷剂包括高锰酸钾22%，硫酸亚铁13%，三氯化铁22%，硫酸亚锰7%，聚丙烯酰胺1.5%，碳酸钙2.2%，聚合氯化铝13.8%，次氯酸钠8.2%，硅酸钠3%，活性氧化铝7.3%。
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