CN111607713A - 制备钒铝合金的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金领域，具体涉及一种高品质钒铝合金的生产方法。本发明所要解决的技术问题是利用AlV55废合金制备钒铝合金的方法，包括以下步骤：将AlV55废合金和铝混匀进行精炼，得到钒铝合金。本发明利用AlV55废合金制备钒铝合金的方法制备得到的钒铝合金品质良好。

Description

制备钒铝合金的方法

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种利用AlV55废合金生产高品质钒铝合金的方法。

背景技术

钒铝合金作为钛合金的一种重要添加剂，可显著改善钛合金的强度、韧性、成形性、耐腐蚀及耐高温等性能。随着我国航空航天业的迅速发展，应用于航空航天领域的钛合金出现了大幅增长。

国内的钒铝合金主要应用于民用。迄今，宇航级钒铝合金的市场主要仍由美国雷丁合金公司(Reading Alloys)、美国战略矿物公司(Stratcor)、德国电冶金公司(GfE)和奥地利Stork Group旗下的Uralredmet公司牢牢控制，其中，德国GfE公司因采用两步法生产宇航级钒铝合金(执行GfE企业标准)，质量处于世界领先水平。

专利201410065632.6公开了一种宇航级钒铝合金的制备方法，该方法不需要打结炉体，采用金属热法制备出含钒75～85％的钒铝合金后通过真空精炼得到含钒45～55％的宇航级钒铝合金，虽较传统两步法具有更低的生产成本，但成本依然较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制备钒铝合金的方法。该方法包括以下步骤：将AlV55废合金和铝混匀进行精炼，得到钒铝合金。

其中，上述制备钒铝合金的方法中，所述AlV55废合金是在制备AlV55合金的冷却过程中形成，由Al3V相与Al8V5组成。

进一步的，上述制备钒铝合金的方法中，所述AlV55废合金的V含量为50.5～53.5％。

进一步的，上述制备钒铝合金的方法中，所述AlV55废合金的粒度为1～10mm。

其中，上述制备钒铝合金的方法中，所述铝为AlV55废合金质量的0.0958～0.1262倍。

进一步的，上述制备钒铝合金的方法中，所述铝的粒度为1～10mm。

其中，上述制备钒铝合金的方法中，所述精炼的真空度为0.01～0.1Pa。真空精炼时间为10～15min。

其中，上述制备钒铝合金的方法中，所述钒铝合金中含钒45～49％。

进一步的，上述制备钒铝合金的方法中，所述钒铝合金中Fe≤0.2％，Si≤0.2％，C≤0.05％，N≤0.02％，O≤0.1％，H≤0.01％，S≤0.02％，P≤0.03％。

本发明将以前只用作冷却剂或含钒物料的AlV55废合金作为制备高品质钒铝合金的原料，通过真空精炼的方法生产出了高品质的钒铝合金，不仅可以提高这部分废合金的产品附加值，同时也较传统的两步法省掉了生产高钒钒铝合金这个步骤，大大降低了生产成本。本发明方法制备得到的钒铝合金主成分与德高GfE公司两步法生产的AlV50合金相当，品质良好。本发明钒铝合金含钒45～49％，Fe≤0.2％，Si≤0.2％，C≤0.05％，N≤0.02％，O≤0.1％，H≤0.01％，S≤0.02％，P≤0.03％，品质良好。

具体实施方式

本发明提供了一种较低成本制备高品质钒铝合金的方法。由于AlV55合金有Al3V相存在，因为它的V含量低、密度小，所以极易在冷却过程中与易氧化的脆性相Al8V5形成V含量偏低、氧化现象严重的废合金。常用的处理方法是将其从合金饼中剥离破碎后回炉当冷却剂使用，但合金冶炼所需的冷却剂用量并不大，仍需找到更高效的AlV55废合金的处理方法。

本发明则采用这部分废合金为原料制备品质更高的钒铝合金，包括步骤如下：(a)破碎AlV55废合金；(b)混料：将破碎后的AlV55废合金加入一定量的铝后混合均匀；(c)真空精炼：将混合均匀的物料在真空感应炉中熔融精炼，精炼结束后通冷却水冷却，待温度降至室温时进行拆炉，得到含钒45～49％的高品质钒铝合金。

其中，上述(a)步骤所述的AlV55废合金的V含量为50.5～53.5％。

进一步的，上述(a)步骤所述的AlV55废合金破碎后的粒度为1～10mm。因为粒度过大则精炼时的熔化速度慢，粒度过小则破碎能耗高且有扬尘易造成环境污染。

其中，上述(b)步骤所述的一定量的铝为AlV55废合金质量的0.0958～0.1262倍。

进一步的，上述(b)步骤所述的铝粒度为1～10mm。

其中，上述(c)步骤所述的精炼真空度为0.01～0.1Pa，真空精炼时间为10～15min，精炼结束后通冷却水进行冷却。

进一步的，上述(c)步骤所述的高品质钒铝合金的Fe≤0.2％，Si≤0.2％，C≤0.05％，N≤0.02％，O≤0.1％，H≤0.01％，S≤0.02％，P≤0.03％。

实施例1

称取5kg的AlV55废合金(V含量为51.3％)进行破碎，破碎后的合金粒度为2～5mm，再称取0.5kg粒度为1～3mm的铝粒与其混合均匀后装入真空感应炉中，在真空度为0.05Pa，精炼时间为11min的条件下进行精炼，精炼结束后通冷却水进行冷却，待温度降至室温时进行拆炉，得到的高品质钒铝合金含V量46.6％，Fe为0.18％，Si为0.19％，C为0.04％，N为0.018％，O为0.09％，H为0.006％，S为0.01％，P为0.01％。

实施例2

称取6kg的AlV55废合金(V含量为52.8％)进行破碎，破碎后的合金粒度为3～8mm，再称取0.72kg粒度为3～5mm的铝粒与其混合均匀后装入真空感应炉中，在真空度为0.03Pa，精炼时间为14min的条件下进行精炼，精炼结束后通冷却水进行冷却，待温度降至室温时进行拆炉，得到的高品质钒铝合金含V量47.1％，Fe为0.15％，Si为0.18％，C为0.046％，N为0.017％，O为0.08％，H为0.005％，S为0.012％，P为0.017％。

实施例3

称取4kg的AlV55废合金(V含量为53.2％)进行破碎，破碎后的合金粒度为7～10mm，再称取0.4kg粒度为6～10mm的铝粒与其混合均匀后装入真空感应炉中，在真空度为0.08Pa，精炼时间为13min的条件下进行精炼，精炼结束后通冷却水进行冷却，待温度降至室温时进行拆炉，得到的高品质钒铝合金含V量48.4％，Fe为0.16％，Si为0.13％，C为0.038％，N为0.019％，O为0.07％，H为0.007％，S为0.015％，P为0.012％。

通过以上实施例1～3可知，采用本发明可以制备出V含量45～49％，Fe≤0.2％，Si≤0.2％，C≤0.05％，N≤0.02％，O≤0.1％，H≤0.01％，S≤0.02％，P≤0.03％的高品质钒铝合金。

Claims (9)

1.制备钒铝合金的方法，其特征在于：包括以下步骤：将AlV55废合金和铝混匀进行精炼，得到钒铝合金。

2.根据权利要求1所述的制备钒铝合金的方法，其特征在于：所述AlV55废合金是在制备AlV55合金的冷却过程中形成，由Al3V相与Al8V5组成。

3.根据权利要求1或2所述的制备钒铝合金的方法，其特征在于：所述AlV55废合金的V含量为50.5～53.5％。

4.根据权利要求1～3任一项所述的制备钒铝合金的方法，其特征在于：所述AlV55废合金的粒度为1～10mm。

5.根据权利要求1～4任一项所述的制备钒铝合金的方法，其特征在于：所述铝为AlV55废合金质量的0.0958～0.1262倍。

6.根据权利要求1～5任一项所述的制备钒铝合金的方法，其特征在于：所述铝的粒度为1～10mm。

7.根据权利要求1～6任一项所述的制备钒铝合金的方法，其特征在于：所述精炼的真空度为0.01～0.1Pa；真空精炼时间为10～15min。

8.根据权利要求1～7任一项所述的制备钒铝合金的方法，其特征在于：所述钒铝合金中含钒45～49％。

9.根据权利要求1～8任一项所述的制备钒铝合金的方法，其特征在于：所述钒铝合金中Fe≤0.2％，Si≤0.2％，C≤0.05％，N≤0.02％，O≤0.1％，H≤0.01％，S≤0.02％，P≤0.03％。