CN111519077A - 一种提高AlV55合金成品率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高AlV55合金成品率的方法，该方法包括以下步骤：步骤1：将五氧化二钒和铝粒原料按照一定配比混合均匀；步骤2：将混合好的物料倒入到反应器中，引燃镁带触发反应，进行铝热还原冶炼；步骤3：反应完毕后，立即向反应器内通入惰性气体；步骤4：冷却后，经喷砂破碎处理得到AlV55合金成品。采用本发明的方法制备AlV55合金，钒含量可控制在59％～59.5％，AlV55合金成品率可提高到70％以上。此外，本发明的方法工艺简单、成本低。

Description

一种提高AlV55合金成品率的方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种提高AlV55合金成品率的方法。
背景技术
钒铝合金作为钛合金的一种重要添加剂，常用来改善钛合金性能，使之在强度、韧性、成形性、耐腐蚀、耐高温等方面更具优势，是制造水上飞机、滑翔机、汽车发动机系统、汽车底盘部件、高尔夫球杆和医疗器材的重要材料。
随着我国经济的迅速发展和人民消费水平的不断提升，我国的国防实力、宇航实力显著增强，应用于民用工业和航空航天领域的钛合金出现了大幅度增长势头。我国主要采用AlV55合金制备Ti-6Al-4V合金，所以市场需求量很大，但目前采用一步法制备AlV55合金的成品率却普遍不高，虽然不合格产品可回炉充当冷却剂在总钒量上损失不大，但生产成本却一直居高不下。
基于此，现有技术仍然有待改进。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种提高AlV55合金成品率的方法，该方法能够较为有效地解决一步法制备AlV55合金成品率偏低且成本高的问题。
根据本发明，提供一种提高AlV55合金成品率的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：将五氧化二钒和铝粒原料按照一定配比混合均匀；
步骤2：将混合好的物料倒入到反应器中，引燃镁带触发反应，进行铝热还原冶炼；
步骤3：反应完毕后，立即向反应器内通入惰性气体进行吹扫；
步骤4：冷却后，经喷砂破碎处理得到AlV55合金成品。
在本发明的一个实施例中，步骤1中，五氧化二钒与铝粒的重量配比为1.12:1～1.9:1。
在本发明的一个实施例中，五氧化二钒的粒度≤160目，金属Al粒度≤120目。
在本发明的一个实施例中，五氧化二钒的粒度≤120目，金属Al粒度≤80目。
在本发明的一个实施例中，步骤1的原料中可以配加一定量的冷却剂。
在本发明的一个实施例中，冷却剂为AlV55残次品。
在本发明的一个实施例中，步骤3中，惰性气体的通入时间为5～8h。
在本发明的一个实施例中，步骤3中，惰性气体的通入流量保持为1～5m3/h。
在本发明的一个实施例中，惰性气体为氩气、氦气、氖气中的至少一种。
在本发明的一个实施例中，步骤1中，五氧化二钒与铝粒按照一定配比称量后装入料罐中混合均匀。
采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：
本发明在一步法铝热还原的基础上，通过采用高纯原料减少杂质元素摄入，控制惰性气体的通入减少合金氧化和氮化，将AlV55合金的成品率提高到70％以上。本发明通过严格控制惰性气体的通入时间和通入流量，在不影响产品质量的前提下显著降低了惰性气体的使用成本，由此降低了AlV55合金的生产成本。此外，本发明的方法具有工艺简单、设备要求低等优点，可以以高成品率制备钒含量控制在59％～59.5％的AlV55合金，具有广阔的市场应用前景。
附图说明
图1示出了根据本发明的提高AlV55合金成品率的方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
本发明提供了一种提高AlV55合金成品率的方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤1：将五氧化二钒(V2O5)和铝粒(Al)原料按照一定配比混合均匀；
步骤2：将混合好的物料倒入到反应器中，引燃镁带触发反应，进行铝热还原冶炼；
步骤3：反应完毕后，立即向反应器内通入惰性气体进行吹扫；
步骤4：冷却后，经喷砂破碎处理得到AlV55合金成品。
其中，在步骤1中，采用纯度不小于99％、Si≤0.15％、Fe≤0.07％的五氧化二钒和纯度不小于99％的铝粒，采用高纯原料有利于控制合金的杂质元素摄入量，使AlV55合金质量满足标准要求。
其中，在步骤1中，五氧化二钒与铝粒的重量配比为1.12:1～1.9:1，采用过量的铝粒，可以在还原反应过程中，通过铝粒与金属钒的熔合形成钒铝合金。
其中，在步骤1中，优选地，五氧化二钒的粒度≤160目，金属Al粒度≤120目；更优选地，五氧化二钒的粒度≤120目，金属Al粒度≤80目，以确保原料混合均匀、各物料充分接触、反应进行充分。
其中，在步骤1中，可以配加一定量的冷却剂，降低铝热反应的单位炉料热量，以避免因反应过于剧烈而造成严重喷溅，这有助于提高安全性。优选地，冷却剂可以使用AlV55残次品，这样一方面有助于降低成本，另一方面避免引入杂质。然而，本发明并对此进行限制，也可以使用本领域中其他常规冷却剂，例如，石灰或者萤石等。
其中，在步骤1中，五氧化二钒与铝粒按照一定配比称量后装入料罐中混合均匀，这种方式混料过程中物料基本无损失，能够精确控制物料添加量，并且由于混料过程中物料间相互碰撞能够使物料混合更加均匀。
其中，在步骤2中，将混合好的物料倒入到反应器中，，引燃镁带触发反应后，混合物料在反应器中发生如下反应：3V2O5+10Al＝6V+5Al2O3。在一个具体实施例中，将混合好的物料倒入反应器中铺平之后，可以将镁带插入到物料，通过引燃镁带来触发反应。尽管在上述实施例中，采用引燃镁带的方式引发反应，但是本发明并对此进行限制，可以采用本领域常规的其他方式来引发反应，例如，采用钛丝电打火方式引起反应。
其中，在步骤3中，是否反应完毕根据有无喷溅来判断，铝热反应一般都很剧烈，有喷溅现象，反应时间通常就几分钟，现场通常根据不再发生喷溅来判断反应的结束时间。在反应完毕后，立即通过喷枪向反应器内熔池上方(即，液态合金上方)通入惰性气体，这有助于防止空气进入液态合金中引起合金氧化和氮化。通入的惰性气体可以是氩气、氦气、氖气等。反应过程中，由于反应产生的大量烟尘即可阻止空气进入液态合金，所以反应过程中无需通入惰性气体，但是一旦反应结束，由于烟尘不再大量产生，空气就有可能接近液态合金造成其污染，所以反应完毕后要立即通入惰性气体。喷枪出气口可以设置在距离熔体液面5～10cm处，以便于对熔体进行有效地吹扫。另外，为了进一步提高吹扫的效果，可以进行旋转吹扫。
其中，在步骤3中，惰性气体通入时间为5～8h，以确保合金不被空气污染造成氧化和氮化。反应完毕后，产生的液体合金随即开始缓慢冷却，当冷却5～8h之后，处于外侧的合金已经基本凝固，此时基本不会再有氧化和氮化风险，即可停止通入惰性气体，以减少成本，同时避免浪费。如果冷却时间不足，过早地停止通入惰性气体，则合金被氧化和氮化风险较大。
其中，在步骤3中，惰性气体流量保持为1～5m3/h，以确保合金不被空气污染造成氧化和氮化。通入的惰性气体流量存在最佳范围，不宜过小或过大，过小则起不到防止合金氧化和氮化的作用，过大则造成不必要的浪费和成本的增加。
其中，在步骤4中，反应完毕后，冷却24h，从反应器中取出合金饼，去掉合金饼上的刚玉渣，如果合金饼上还有些许粘渣，可以再放到喷砂机中将其全部喷掉，以将合金本身的损失降到最低。喷砂可以采用铁砂和/或铝砂。喷砂后的合金饼然后进行破碎处理，以得到AlV55合金包装成品。AlV55合金中钒含量控制在59％～59.5％，此时合金结晶的物相更多的是固溶体结构，脆性相相对较少，合金破碎时能够产生较少的细粉。
此处需要说明的是，本发明中的术语“合金成品率”的定义为：合金成品率＝包装成品重量/合金饼重量×100％。
以下给出本发明的具体实施例。
实施例1
称取高纯V2O5(粒度：120目～160目)150kg、高纯金属Al(粒度：80目～120目)132.3kg装入料罐中混合均匀后倒入反应器，引燃镁带触发反应，在反应完毕后通入氩气进行保护，气体流量为5m3/h，通入时间5h，24h后打开反应器，喷砂处理后得到V含量为59.2％，成品率为70.1％的AlV55合金。
实施例2
称取高纯V2O5(粒度：≤120目)100kg、高纯金属Al(粒度：80目～120目)87.7kg装入料罐中混合均匀后倒入反应器，引燃镁带触发反应，在反应完毕后通入氩气进行保护，气体流量为3m3/h，通入时间7h，24h后打开反应器，喷砂处理后得到V含量为59.2％，成品率为70.3％的AlV55合金。
实施例3
称取高纯V2O5(粒度：120目～160目)200kg、高纯金属Al(粒度：≤80目)176kg装入料罐中混合均匀后倒入反应器，引燃镁带触发反应，在反应完毕后通入氩气进行保护，气体流量为1m3/h，通入时间8h，24h后打开反应器，喷砂处理后得到V含量为59.4％，成品率为70.8％的AlV55合金。
实施例4
称取高纯V2O5(粒度：≤120目)100kg、高纯金属Al(粒度：≤80目)89.3kg装入料罐中混合均匀后倒入反应器，引燃镁带触发反应，在反应完毕后通入氩气进行保护，气体流量为3m3/h，通入时间8h，24h后打开反应器，喷砂处理后得到V含量为59.5％，成品率为70.9％的AlV55合金。
实施例5
称取高纯V2O5(粒度：≤120目)100kg、高纯金属Al(粒度：≤80目)52.6kg装入料罐中混合均匀后倒入反应器，引燃镁带触发反应，在反应完毕后通入氩气进行保护，气体流量为3m3/h，通入时间8h，24h后打开反应器，喷砂处理后得到V含量为59.3％，成品率为70.8％的AlV55合金。
通过以上实施例可知，采用本发明的方法制备AlV55合金，V含量可控制在59％～59.5％，AlV55合金成品率可提高到70％以上。
以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高AlV55合金成品率的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1：将五氧化二钒和铝粒原料按照一定配比混合均匀；
步骤2：将混合好的物料倒入到反应器中，引燃镁带触发反应，进行铝热还原冶炼；
步骤3：反应完毕后，立即向反应器内通入惰性气体进行吹扫；
步骤4：冷却后，经喷砂破碎处理得到AlV55合金成品。
2.根据权利要求1所述的提高AlV55合金成品率的方法，其特征在于，步骤1中，五氧化二钒与铝粒的重量配比为1.12:1～1.9:1。
3.根据权利要求1所述的提高AlV55合金成品率的方法，其特征在于，五氧化二钒的粒度≤160目，金属Al粒度≤120目。
4.根据权利要求3所述的提高AlV55合金成品率的方法，其特征在于，五氧化二钒的粒度≤120目，金属Al粒度≤80目。
5.根据权利要求1所述的提高AlV55合金成品率的方法，其特征在于，步骤1的原料中可以配加一定量的冷却剂。
6.根据权利要求5所述的提高AlV55合金成品率的方法，其特征在于，冷却剂为AlV55残次品。
7.根据权利要求1所述的提高AlV55合金成品率的方法，其特征在于，步骤3中，惰性气体的通入时间为5～8h。
8.根据权利要求1所述的提高AlV55合金成品率的方法，其特征在于，步骤3中，惰性气体的通入流量保持为1～5m3/h。
9.根据权利要求6所述的提高AlV55合金成品率的方法，其特征在于，惰性气体为氩气、氦气、氖气中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的提高AlV55合金成品率的方法，其特征在于，步骤1中，五氧化二钒与铝粒按照一定配比称量后装入料罐中混合均匀。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113999998A (zh) * 2021-09-24 2022-02-01 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种控制钒铝合金冶炼过程的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6277432A (ja) * 1985-09-30 1987-04-09 Nippon Kokan Kk <Nkk> Ｖ＝６０〜９０％，Ａｌ＝４０〜１０％を含有するＶ−Ａｌ合金の製造方法
CN110129595A (zh) * 2019-05-20 2019-08-16 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 提高AlV55钒铝合金成品率的方法
CN110819834A (zh) * 2019-11-20 2020-02-21 河钢股份有限公司承德分公司 一种钒铝合金的制备方法以及反应器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6277432A (ja) * 1985-09-30 1987-04-09 Nippon Kokan Kk <Nkk> Ｖ＝６０〜９０％，Ａｌ＝４０〜１０％を含有するＶ−Ａｌ合金の製造方法
CN110129595A (zh) * 2019-05-20 2019-08-16 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 提高AlV55钒铝合金成品率的方法
CN110819834A (zh) * 2019-11-20 2020-02-21 河钢股份有限公司承德分公司 一种钒铝合金的制备方法以及反应器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113999998A (zh) * 2021-09-24 2022-02-01 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种控制钒铝合金冶炼过程的方法
CN113999998B (zh) * 2021-09-24 2022-08-09 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种控制钒铝合金冶炼过程的方法

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