提高AlV55钒铝合金成品率的方法技术

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.将反应器置入密闭空间，倒入步骤a混好的物料，引燃镁带触发反应，进行铝热还原冶炼；c.将步骤b反应物料放入真空感应炉内进行重熔浇铸；d.打开真空感应炉，经喷砂破碎处理得到AlV55钒铝合金成品。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

The invention relates to a method for improving the yield of AlV55 vanadium aluminum alloy, belonging to the technical field of metallurgy. The technical problem solved by the present invention is that the yield of AlV55 alloy prepared by one-step method is low. The invention provides a method for improving the yield of AlV55 V-Al alloy, a. Weighing V2O5, Al and AlV55 crushed alloys into a feeding tank and mixing evenly; B. Placing the reactor in an airtight space, pouring the material mixed in step a, igniting the magnesium band to trigger reaction and conducting aluminium thermal reduction smelting; C. Placing step B reaction material into a vacuum induction furnace for remelting and casting; D. Opening the vacuum induction furnace. AlV55 vanadium-aluminium alloy was obtained by sandblasting and crushing. The invention can increase the yield of AlV55 vanadium aluminum alloy to more than 70%, the surface of the alloy is smooth, there are no shrinkage holes and no sticky slag.

【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.将反应器置入密闭空间，倒入步骤a混好的物料，引燃镁带触发反应；c.将步骤b反应物料放入真空感应炉内进行重熔浇铸；d.打开真空感应炉，经喷砂破碎处理得到AlV55钒铝合金成品。其中，以重量分数计，控制AlV55钒铝合金中V含量在59％～59.5％。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，步骤b中反应器通过以下步骤得到：1)在炉体内壁焊上倒刺；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，，自然风干，然后在炉底中心放入模具，炉壳与模具之间用浇筑料填充；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，步骤c中真空感应炉内真空度控制在10Pa～30Pa。其中，步骤c重熔浇铸的最高温度不低于1500℃，熔融时间为20～60min。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、重熔浇铸的技术手段，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.将反应器置入密闭空间，倒入步骤a混好的物料，引燃镁带触发反应；c.将步骤b反应物料去除表面覆盖的渣并破碎，放入真空感应炉内进行重熔浇铸；d.打开真空感应炉，经喷砂破碎处理得到AlV55钒铝合金成品。其中，以重量分数计，控制AlV55钒铝合金中V含量在59％～59.5％。本专利技术将AlV55钒铝合金中V含量控制在59％～59.5％，此时合金结晶的物相更多是固溶体结构，脆性相相对较少，合金破碎时能够产生较少的细粉。其中，步骤b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。其中，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将反应器放置在旋转台上置入密闭空间，倒入混合好的物料，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，步骤c中真空感应炉内真空度控制在10Pa～30Pa。其中，步骤c重熔浇铸的最高温度不低于1500℃，熔融时间为20～60min。以下通过实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。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，处理后放入真空感应炉内进行重熔浇铸，真空度控制在10Pa，最高温度1510℃，熔融时间30min，24h后打开真空感应炉，经喷砂破碎处理后得到V含量为59.3％，成品率为70％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，处理后放入真空感应炉内进行重熔浇铸，真空度控制在20Pa，最高温度1520℃，熔融时间40min，24h后打开真空感应炉，经喷砂破碎处理后得到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，处理后放入真空感应炉内进行重熔浇铸，真空度控制在30Pa，最高温度1530℃，熔融时间50min，24h后打开真空感应炉，经喷砂破碎处理后得到V含量为59.4％，成品率为71.5％的AlV55合金。对比例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普通打结炉衬反应器，引燃镁带触发反应，24h后打开反应器，经喷砂破碎处理后得到V含量为59％，成品率为65.1％的AlV55合金。对比例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％)13.6k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.将反应器置入密闭空间，倒入步骤a混好的物料，引燃镁带触发反应，进行铝热还原冶炼；c.将步骤b反应物料放入真空感应炉内进行重熔浇铸；d.打开真空感应炉，经喷砂破碎处理得到AlV55钒铝合金成品。

【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.将反应器置入密闭空间，倒入步骤a混好的物料，引燃镁带触发反应，进行铝热还原冶炼；c.将步骤b反应物料放入真空感应炉内进行重熔浇铸；d.打开真空感应炉，经喷砂破碎处理得到AlV55钒铝合金成品。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％～59.5％。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≤10mm。5.根据权利要求1～4任一项所述的提高AlV...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海军，尹丹凤，王永钢，师启华，
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