一种铝钼碳合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铝钼碳合金及其制备方法，涉及冶金技术领域。本发明专利技术将异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水混合进行溶胶化，得到溶胶；将所述溶胶进行干燥，得到凝胶块；将所述凝胶块进行氢化还原，得到还原凝胶块；将所述还原凝胶块破碎后，与铝粉混合进行铝热反应，得到铝钼碳合金。本发明专利技术采用溶胶

【技术实现步骤摘要】
一种铝钼碳合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，特别涉及一种铝钼碳合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]在钛合金中，间隙原子常被看作钛合金的杂质元素，如碳、氧、氮等元素，所以在钛合金熔炼过程往往要求间隙原子在较低的水平。随着研究的不断深入，发现碳元素在低合金化的钛合金中，能与低合金化元素发生反应，显著改变合金组织结构，改进合金成分以及提高钛合金性能，尤其是航空发动机压气机盘、叶片、机匣等部位所用的高温钛合金，如γ
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TiAl合金中加入碳后，可大幅提高合金蠕变强度、持久性能；Ti
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60合金中，引入间隙元素C或N，使Al在α相和β相中的分布更加均匀，提高合金持久性。
[0003]对于钛合金加碳，当下主要有两种方式：1、在钛合金熔炼过程中，根据需求将碳单质引入钛合金中，如炭黑、碳粉，这是当下生产硬质合金的主要方式，高温下，碳在合金中扩散，以达到制备含碳合金的要求，但碳结晶度的不同、在合金熔液中熔化温度、分散速率、均匀分散所需时间不尽相同，这就导致含碳合金中碳元素均匀性较差，限制了含碳合金在特种材料领域的使用；2、熔炼钛合金过程中，将碳源以含碳中间合金的形式添加于钛合金的熔炼过程，相对于钛合金直接加碳来说，二次熔炼可在一定程度上缓解碳偏析、团聚的现象，但含碳中间合金的生产依然存在上述问题。所以，解决碳偏析问题是制备含碳合金的主要问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种铝钼碳合金及其制备方法。本专利技术提供的制备方法能够制备出高均匀性铝钼碳合金，解决了铝钼碳合金中碳的偏析问题。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种铝钼碳合金的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水混合进行溶胶化，得到溶胶；
[0008]将所述溶胶进行干燥，得到凝胶块；
[0009]将所述凝胶块进行氢化还原，得到还原凝胶块；所述氢化还原的温度为200～300℃；
[0010]将所述还原凝胶块破碎后，与铝粉混合进行铝热反应，得到铝钼碳合金。
[0011]优选地，所述异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水的质量比为(3～11):(70～280):(23～28):(3～11)。
[0012]优选地，所述溶胶化的温度为20～35℃。
[0013]优选地，所述溶胶化在超声条件下进行，所述超声的频率为16000～20000Hz；所述溶胶化的时间为120～220min。
[0014]优选地，所述干燥的温度为55～70℃，时间为12～18h。
[0015]优选地，所述氢化还原的保温时间为2～4h，升温至所述氢化还原的温度的升温速
率为0.5～6℃/min。
[0016]优选地，所述氢化还原在氢氩混合气气氛中进行；所述氢氩混合气中氢气质量含量为5～20％，所述氢氩混合气的流量为10～20L/min。
[0017]优选地，所述还原凝胶块与铝粉的质量比为(10.5～12):(7～8)。
[0018]本专利技术提供了以上技术方案所述制备方法制备得到的铝钼碳合金。
[0019]优选地，按质量含量计，所述铝钼碳合金的组成包括：Mo 60～67％，C5～14％，O≤0.1％，Fe≤0.3％，Al余量。
[0020]本专利技术提供了一种铝钼碳合金的制备方法，包括以下步骤：将异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水混合进行溶胶化，得到溶胶；将所述溶胶进行干燥，得到凝胶块；将所述凝胶块进行氢化还原，得到还原凝胶块；将所述还原凝胶块破碎后，与铝粉混合进行铝热反应，得到铝钼碳合金。本专利技术采用溶胶
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凝胶法制备得到凝胶块材料，再经氢化还原得到还原凝胶块，此条件下生成的还原凝胶块(MoO
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/无定型碳复合材料)中，碳为低结晶度无定型状态，且与MoO
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分散均匀，是一种优异的铝热反应原材料，再与铝粉经铝热反应得到分散均匀的铝钼碳合金。本专利技术能够制备出高均匀性铝钼碳合金，解决了铝钼碳合金中碳的偏析问题，极大地提升了铝钼碳合金的品质，为相关钛合金提供了一种优异的中间合金添加剂。
具体实施方式
[0021]本专利技术提供了一种铝钼碳合金的制备方法，包括以下步骤：
[0022]将异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水混合进行溶胶化，得到溶胶；
[0023]将所述溶胶进行干燥，得到凝胶块；
[0024]将所述凝胶块进行氢化还原，得到还原凝胶块；所述氢化还原的温度为200～300℃；
[0025]将所述还原凝胶块破碎后，与铝粉混合进行铝热反应，得到铝钼碳合金。
[0026]在本专利技术中，若无特别说明，所涉及原材料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
[0027]本专利技术将异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水混合进行溶胶化，得到溶胶。在本专利技术中，所述异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水的质量比优选为(3～11):(70～280):(23～28):(3～11)，更优选为(5～8):(100～200):(23～26):(5～8)，进一步优选为(6～8):(150～200):(23～25):(6～8)。在本专利技术中，所述异辛酸钼提供碳源、钼源及溶胶条件，但仅以异辛酸钼为钼源，钼的比重太低，以这种低钼含量的凝胶为原料进行铝热反应，铝热反应点燃困难，合金不成锭，因此引入钼酸铵提高凝胶中钼的含量；所述正己烷提供溶胶生成的液体环境。本专利技术对所述异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水混合的方法没有特别的要求，保证将各组分混合均匀即可，所述混合所得混合液在反应容器中的液面高度优选小于3.5cm。在本专利技术中，所述溶胶化的温度优选为20～35℃，更优选为25～30℃，进一步优选为28℃；在所述温度下最有利于溶胶化的进行。在本专利技术中，所述异辛酸钼在正己烷和水的共同作用下生成溶胶Mo(OH)
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R(R为有机官能团)，钼酸铵作为外加钼源引入至溶胶中。在本专利技术中，所述溶胶化优选在超声条件下进行，所述超声的频率优选为16000～20000Hz，更优选为17000～18000Hz；所述溶胶化的时间(即超声的时间)优选为120～220min，更优选为150～200min，进一步优选为180min。本专利技术通过在超声条件下溶胶化，能够保证钼酸铵在Mo(OH)
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R溶胶中均匀分散。
[0028]得到溶胶后，本专利技术将所述溶胶进行干燥，得到凝胶块。在本专利技术中，所述干燥的温度优选为55～70℃，更优选为60～65℃，时间优选为12～18h，更优选为14～15h；所述干燥优选在鼓风干燥箱中进行。在所述干燥的过程中，正己烷和水挥发，溶胶转化为凝胶。
[0029]得到凝胶块后，本专利技术将所述凝胶块进行氢化还原，得到还原凝胶块。在本专利技术中，所述氢化还原的温度为200～300℃，优选为250～300℃，更优选为280℃，保温时间优选为2～4h，更优选为3h；升温至所述氢化还原的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝钼碳合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水混合进行溶胶化，得到溶胶；将所述溶胶进行干燥，得到凝胶块；将所述凝胶块进行氢化还原，得到还原凝胶块；所述氢化还原的温度为200～300℃；将所述还原凝胶块破碎后，与铝粉混合进行铝热反应，得到铝钼碳合金。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水的质量比为(3～11):(70～280):(23～28):(3～11)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶胶化的温度为20～35℃。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶胶化在超声条件下进行，所述超声的频率为16000～20000Hz；所述溶胶化的时间为120～220min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志军，张吉，刘强，朱嘉琪，孟旭，李晓冉，刘志彬，何建成，孙鑫，李玉青，
申请(专利权)人：承德天大钒业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：