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