提高AlV55钒铝合金成品率的方法技术

技术编号:21881541 阅读:25 留言:0更新日期:2019-08-17 11:01
本发明专利技术涉及提高AlV55钒铝合金成品率的方法,属于冶金领域技术领域。本发明专利技术解决的技术问题是现有一步法制备AlV55合金成品率偏低。本发明专利技术提供提高AlV55钒铝合金成品率的方法,a.将V2O5、金属Al和AlV55碎合金称量后装入料罐中混合均匀;b.将步骤a混好的物料倒入反应器,引燃镁带触发反应,进行铝热还原冶炼;c.打开反应器,经喷砂破碎处理得到AlV55钒铝合金成品,以重量分数计,控制AlV55钒铝合金中V含量在59%~59.6%。喷砂处理采用铁砂和铝砂进行喷砂。本发明专利技术可将AlV55钒铝合金的成品率提高到70%以上,合金表面光滑,无缩孔,无粘渣。

Method of Increasing the Yield of AlV55 Vanadium Aluminum Alloy

【技术实现步骤摘要】
提高AlV55钒铝合金成品率的方法
本专利技术属于冶金领域,具体涉及提高AlV55钒铝合金成品率的方法。
技术介绍
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钒铝合金制备Ti-6Al-4V钛合金,市场需求量很大,然而目前采用的一步法制备AlV55合金的成品率却普遍不高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是现有一步法制备AlV55合金成品率偏低。本专利技术解决上述问题的技术方案是提供提高AlV55钒铝合金成品率的方法,步骤包括:a.将V2O5、金属Al和AlV55碎合金称量后装入料罐中混合均匀;b.将步骤a混好的物料倒入反应器,引燃镁带触发反应,进行铝热还原冶炼;c.打开反应器,经喷砂破碎处理得到AlV55钒铝合金成品,以重量分数计,控制AlV55钒铝合金中V含量在59%~59.8%。进一步的,以重量分数计,控制AlV55钒铝合金中V含量在59%~59.6%。其中,步骤a中V2O5、金属Al和AlV55碎合金的质量比为1:0.876~0.884:0.135~0.143。其中,步骤a中V2O5粒度≤120目,金属Al粒度≤80目,AlV55碎合金粒度≤10mm。其中,步骤b中反应器为内衬整体浇铸的反应炉。其中,步骤b所述反应器为内衬整体浇铸的直筒炉。其中,喷砂处理采用铁砂和铝砂进行喷砂。其中,喷砂处理先进行3min~5min铁砂喷砂,清理干净后,再进行5min~10min铝砂喷砂。其中,铁砂粒度0.5~1mm,铝砂粒度0.5~1.5mm。其中,喷砂压力为0.5MPa~0.8MPa。本专利技术的有益效果:本专利技术在一步法铝热还原的基础上,通过控制V含量可将AlV55钒铝合金的成品率提高到70%以上;本专利技术通过对现有的反应器进行改进,采用内衬整体浇铸的反应炉体,可减少因反应器耐火材料打结造成合金表观质量问题,合金表面光滑,无缩孔,无粘渣;本专利技术喷砂采用铁砂和铝砂,能够将合金饼表面的粘渣较好的处理掉,将合金本身的损失降到最低;本专利技术工艺简单,成本低。说明书附图图1为浇筑前反应器炉体;图2为浇筑后反应器炉体。具体实施方式本专利技术提供提高AlV55钒铝合金成品率的方法,具体步骤包括:a.将V2O5、金属Al和AlV55碎合金称量后装入料罐中混合均匀;b.将步骤a混好的物料倒入反应器,引燃镁带触发反应,进行铝热还原冶炼;c.打开反应器,经喷砂破碎处理得到AlV55钒铝合金成品,以重量分数计,控制AlV55钒铝合金中V含量在59%~59.8%。本专利技术将AlV55钒铝合金中V含量控制在59%~59.8%,此时合金结晶的物相更多是固溶体结构,脆性相相对较少,合金在后续破碎时能够产生较少的细粉,成品率会大幅提高。作为优选的,以重量分数计,控制AlV55钒铝合金中V含量在59%~59.6%。具体的,为了更好地控制V含量,步骤a中将V2O5、金属Al和AlV55碎合金按其质量比为1:0.876~0.884:0.135~0.143称量后装入料罐中混合均匀。其中,步骤a中V2O5粒度≤120目,金属Al粒度≤80目,AlV55碎合金粒度≤10mm。其中,步骤b将混合好的物料倒入反应器,引燃镁带触发反应。混合物料在反应器内进行铝热冶炼,发生的反应如下:3V2O5+10Al=6V+5Al2O3进一步的,将反应器置入密闭空间,可避免反应产生的烟尘引起过大的污染和安全问题。现有铝热冶炼的反应器通常采用的是镁沙打结,打结强度不够,造成炉衬烧损严重,每一炉冶炼完毕都要重新打结新的炉衬,造成经济损失和劳动强度增大,而且还容易因反应器耐火材料(即浇筑层)打结造成合金表观质量问题,本专利技术步骤b的铝热冶炼采用内衬整体浇铸的反应器,例如内衬整体浇铸的直筒冶炼炉。进一步的,内衬整体浇铸的反应器的一种实现形式可通过以下步骤得到:1)在炉体内壁焊上倒刺,便于浇筑层与炉体内壁更好的结合;2)将刚玉质浇筑料倒入搅拌机内,加水充分混合搅拌;3)将混好的浇筑料倒入空炉底,同时用振动棒进行振动,确保料层紧实平整无空隙,自然风干,然后在炉底中心放入模具,炉壳与模具之间用混好的浇筑料填充,继续用振动棒振动直至料层平整紧实;4)将浇筑后的炉体连同模具放置自然风干,然后将模具取出,炉体经烘烤系统烘烤后得到浇筑炉即为反应器。其中,喷砂处理过程采用铁砂和铝砂进行喷砂。喷砂能够将合金饼表面的粘渣较好的处理掉,从而能够将合金本身的损失降到最低。与现有工艺有不同的是,本专利技术喷砂处理采用铁砂和铝砂两种砂,而现有工艺只喷铝砂。其中,喷砂处理过程先进行3min~5min铁砂喷砂,清理干净后,再进行5min~10min铝砂喷砂。铁砂硬度高,先期进行铁砂处理能够将大部分不好处理的粘渣清除,铝砂硬度相对较软,最后一道喷能够进行较好的微处理,同时减少对合金的污染。其中,铁砂粒度0.5~1mm,铝砂粒度0.5~1.5mm。其中,喷砂压力为0.5MPa~0.8MPa。其中,本专利技术喷砂后的破碎处理按照常规工艺进行即可,具体的,可先将整个合金饼破碎成3~5块,再将其放入三级破碎机,破碎成1~6mm。以下通过实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。其中,合金成品率=包装成品重量/合金饼重量×100%。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和AlV55碎合金(粒度:5~10mm,V含量59.1%)21kg装入料罐中混合均匀后倒入内衬整体浇铸的反应器,引燃镁带触发反应,24h后打开反应器。进行喷砂处理,所选铁砂粒度0.5mm,铝砂粒度0.5mm。先进行3min铁砂喷砂,清理干净后,再进行5min铝砂喷砂,喷砂压力为0.5MPa,喷砂后进行常规破碎处理得到V含量为59.3%,成品率为71%的AlV55合金。实施例2称取高纯V2O5(粒度:≤160目)100kg、高纯金属Al(粒度:≤120目)87.7kg和AlV55碎合金(粒度:≤5mm,V含量59.2%)13.6kg装入料罐中混合均匀后倒入内衬整体浇铸的反应器,引燃镁带触发反应,24h后打开反应器。进行喷砂处理,所选铁砂粒度0.8mm,铝砂粒度1.0mm。先进行4min铁砂喷砂,清理干净后,再进行8min铝砂喷砂,喷砂压力为0.7MPa,喷砂后进行常规破碎处理得到V含量为59.1%,成品率为70.6%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和AlV55碎合金(粒度:3~8mm,V含量59.5%)27.8kg装入料罐中混合均匀后倒入内衬整体浇铸的反应器,引燃镁带触发反应,24h后打开反应器,进行喷砂处理,所选铁砂粒度1mm,铝砂粒度1.5mm。先进行5min铁砂喷砂,清理干净后,再进行10min铝砂喷砂,喷砂压力为0.8MPa,喷砂后进行常规破碎处理得到V含量为59.4%,成品率为71.5%的AlV55本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.提高AlV55钒铝合金成品率的方法,其特征在于包括如下步骤:a.将V2O5、金属Al和AlV55碎合金称量后装入料罐中混合均匀;b.将步骤a混好的物料倒入反应器,引燃镁带触发反应,进行铝热还原冶炼;c.打开反应器,经喷砂破碎处理得到AlV55钒铝合金成品,以重量分数计,控制AlV55钒铝合金中V含量在59%~59.8%。

【技术特征摘要】
1.提高AlV55钒铝合金成品率的方法,其特征在于包括如下步骤:a.将V2O5、金属Al和AlV55碎合金称量后装入料罐中混合均匀;b.将步骤a混好的物料倒入反应器,引燃镁带触发反应,进行铝热还原冶炼;c.打开反应器,经喷砂破碎处理得到AlV55钒铝合金成品,以重量分数计,控制AlV55钒铝合金中V含量在59%~59.8%。2.根据权利要求1所述的提高AlV55钒铝合金成品率的方法,其特征在于:以重量分数计,控制AlV55钒铝合金中V含量在59%~59.6%。3.根据权利要求1或2所述的提高AlV55钒铝合金成品率的方法,其特征在于:步骤a所述V2O5、金属Al和AlV55碎合金的质量比为1:0.876~0.884:0.135~0.143。4.根据权利要求1~3任一项所述的提高AlV55钒铝合金成品率的方法,其特征在于:步骤a所述V2O5粒度≤120目,金属Al粒度≤80目,AlV55碎合金粒度...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈海军尹丹凤王永钢叶明峰
申请(专利权)人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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