铌铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种铌铝合金及其制备方法，属于合金生产技术领域。所述铌铝合金由以下组分组成：Nb：60.0wt%

【技术实现步骤摘要】
铌铝合金及其制备方法


[0001]本专利技术属于合金生产
，特别涉及一种铌铝合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]铌铝合金作为制备高铌钛铝合金得添加剂，具有高熔点、低密度等特点，能够有效地降低在制备高铌钛铝过程中合金的偏析。
[0003]现有技术中，公开号为CN105385866A的中国专利技术专利公开了一种铌铝合金的制备方法和系统，方法包括以下步骤：将五氧化二铌与铝及少量的助熔剂和除渣剂混合形成混合物料；将剩余铝进行熔炼形成铝液；将所述混合物料加入到铝液中，通过铝热还原反应生成铌均匀的分布在铝液中，并与多余的铝反应生成成分均匀的铌铝合金。上述专利技术制备的铌铝合金中，铌的分布均匀、偏析程度小，铝烧蚀量小，且合金共熔点温度低，成分稳定。
[0004]然而，上述专利技术专利公开的技术方案中，熔炼过程在中频感应炉中完成，一方面生产成本较高，另一方面铌铝合金的产能受限。研究希望通过炉外法实现铌铝合金的生产，以提高产能，降低成本。但是，由于由于铝粉还原五氧化二铌的单位反应热不足以支撑反应的正常进行(铝还原五氧化二铌过程产生的热量不仅要维持自身反应的进行，熔化剩余的铝粉，还要保证反应产生的渣和合金分离良好)，导致采用炉外法生产铌铝合金时，渣和合金不能良好的分离。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术提供一种铌铝合金的制备方法，以解决现有技术中存在的炉外法生产铌铝合金时，渣和合金不能良好分离的技术问题。
[0006]本专利技术还提供一种铌铝合金，所述铌铝合金杂质含量低，成分均匀，满足钛合金的用料需求。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0008]一种铌铝合金，由以下组分组成：Nb：60.0wt％
‑
65.0wt％，Fe≤0.10wt％，Si≤0.15wt％，C≤0.10wt％，O≤0.05wt％，N≤0.05wt％，余量为Al及其他不可避免的杂质。
[0009]优选地，由以下组分组成：Nb：60.0wt％
‑
61.0wt％，Fe≤0.10wt％，Si≤0.15wt％，C≤0.10wt％，O≤0.05wt％，N≤0.03wt％，余量为Al及其他不可避免的杂质。
[0010]一种如上所述的铌铝合金的制备方法，通过炉外法制备，包括以下步骤：
[0011]S01.称取铌源、铝源、造渣剂及发热剂，并充分混合，得到原料混合料；
[0012]S02.将原料混合料预热至第一温度，得到预热后的原料混合料；
[0013]S03.准备炉体；
[0014]S04.将预热后的原料混合料投入炉体中，快速点火，发生铝热还原反应；
[0015]S05.铝热还原反应结束后，静置冷却，得到所述铌铝合金产品。
[0016]优选地，所述原料混合料中，各组分质量含量为：铌源40
‑
50％，铝源35
‑
45％，造渣剂5
‑
10％，发热剂6
‑
12％。
[0017]优选地，所述原料混合料的单位反应热为3000kJ/kg
‑
3300kJ/kg。
[0018]优选地，所述发热剂选自硝石、硝酸钠、氯酸钾、氯酸钠中的至少一种。
[0019]优选地，所述造渣剂选自氧化钙、氟化钙中的至少一种。
[0020]优选地，步骤S02中，所述第一温度100℃
‑
120℃。
[0021]优选地，步骤S03中，所述“准备炉体”包括：将炉体预热至第二温度，所述第二温度150℃
‑
200℃。
[0022]优选地，步骤S01中，所述铌源为纯度≥99％的Nb2O5，所述铝源为纯度≥99.8％的铝粒。
[0023]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
[0024]本专利技术提供一种铌铝合金，由以下组分组成：Nb：60.0wt％
‑
65.0wt％，Fe≤0.10wt％，Si≤0.15wt％，C≤0.10wt％，O≤0.05wt％，N≤0.05wt％，余量为Al及其他不可避免的杂质，其杂质含量低，成分均匀，满足钛合金的用料需求。
[0025]本专利技术还提供一种铌铝合金的制备方法，采用炉外法生产铌铝合金，通过向反应原料中加入发热剂并对原料进行预热，克服了采用炉外法生产铌铝合金时，铌源和铝源进行铝热还原反应时，反应热不足以支撑反应的正常进行，导致的铌铝合金和渣不能良好分离的问题，相比现有技术，不仅降低了铌铝合金生产成本，有利于提高铌铝合金生产产能，且生产的铌铝合金的N、O含量较低，成分均匀，满足钛合金的用料需求。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下将结合本专利技术的实施例，对本专利技术的技术方案做进一步描述，本专利技术不仅限于以下具体实施方式。
[0027]一具体实施方式中，一种铌铝合金，由以下组分组成：Nb：60.0wt％
‑
65.0wt％，Fe≤0.10wt％，Si≤0.15wt％，C≤0.10wt％，O≤0.05wt％，N≤0.05wt％，余量为Al及其他不可避免的杂质。
[0028]作为优选，由以下组分组成：Nb：60.0wt％
‑
61.0wt％，Fe≤0.10wt％，Si≤0.15wt％，C≤0.10wt％，O≤0.05wt％，N≤0.03wt％，余量为Al及其他不可避免的杂质。
[0029]本专利技术提供的铌铝合金，其Nb的名义含量为60％，具有较低的杂质含量，尤其地，铌铝合金中，O≤0.05wt％，N≤0.05wt％(更优地，N≤0.03wt％)，成分均匀，满足钛合金的用料需求。
[0030]在本专利技术的又一个具体实施方式中，提供一种成本较低，有利于提高产能的铌铝合金的制备方法，方法通过炉外法制备铌铝合金，包括以下步骤：
[0031]S01.称取铌源、铝源、造渣剂及发热剂，并充分混合，得到原料混合料。
[0032]作为优选，铌源为纯度≥99.0％的Nb2O5，所述铝源为纯度≥99.8％的铝粒，造渣剂选自氧化钙、AS
‑
AZ6、硅酸盐、白云石、萤石中的至少一种，发热剂选自硝石、硝酸钠、氯酸钾、氯酸钠中的至少一种。在本专利技术实施粒中，造渣剂选择纯度≥93.0％的氧化钙，发热剂选择硝酸钾含量≥99.0％的硝石，本领域人员可以理解的是，铝粉还原Nb2O5生成Al2O3,由于Al2O3的熔点较高(2050℃)，不利于合金沉降，加入适量造渣剂和Al2O3形成低共熔点渣，有利于合金沉降，提高产品收率，也有利于渣和合金分离。在此基础上，造渣剂可以选择任
何能够与Al2O3形成低共熔点渣的物质。发热剂的作用主要是能够与反应原料或反应生成物发生放热反应，以为反应体系补充热量，支撑铝热还原反应的正常进行，在此基础上，本领域技术人员可合理选择诸如硝石、硝酸钠、氯酸钾、氯酸钠等物质。
[0033]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铌铝合金，其特征在于，由以下组分组成：Nb：60.0wt%
‑
65.0wt%，Fe≤0.10wt%，Si≤0.15wt%，C≤0.10wt%，O≤0.05wt%，N≤0.05wt%，余量为Al及其他不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的铌铝合金，其特征在于，由以下组分组成：Nb：60.0wt%
‑
61.0wt%，Fe≤0.10wt%，Si≤0.15wt%，C≤0.10wt%，O≤0.05wt%，N≤0.03wt%，余量为Al及其他不可避免的杂质。3.一种如权利要求1或2所述的铌铝合金的制备方法，其特征在于，通过炉外法制备，包括以下步骤：S01. 称取铌源、铝源、造渣剂及发热剂，并充分混合，得到原料混合料；S02. 将原料混合料预热至第一温度，得到预热后的原料混合料；S03. 准备炉体；S04. 将预热后的原料混合料投入炉体中，快速点火，发生铝热还原反应；S05. 铝热还原反应结束后，静置冷却，得到所述铌铝合金产品。4.如权利要求3所述的铌铝合金的制备方法，其特征在于，所述原料混合料中，各组分质量含量为：铌源40

【专利技术属性】
技术研发人员：李建兵，李晓东，陈彦兄，倪航星，麻建军，
申请(专利权)人：中色宁夏东方集团有限公司，
类型：发明
国别省市：