专利名称：一种用于高钒钛合金材料制造的钒铝钛中间合金及其制备方法
技术领域：
一种钒铝钛合金的制备方法，涉及一种高钒钛合金材料的制备方法。
背景技术：
高钒钛合金如Ti-4A1-22V、Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn合金因其具备高强、高韧等优异的力学性能，而在航空航天领域、体育领域、眼睛行业得到广泛应用。目前国内生产使用的是A1-V85合金，但因该合金杂质量高，特别是氧元素含量高达0. 20%，导致生产的高钒钛合金氧含量超标，难以满足高钒钛合金产品的需要。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种替代传统使用的 A1-V85合金的钒铝钛合金制备方法，解决高钒钛合金的氧含量超标问题。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种用于高钒钛合金材料制造的钒铝钛中间合金，其特征在于中间合金化学成分如下V65% 71%，Al 10% 14%，0^0. 10%, Ti 余量。所述的钒铝钛中间合金的制备方法，其特征在于制备过程是首先采用金属热还原法，以全部铝作为还原剂还原五氧化二钒及二氧化钛制备出一步钒铝钛合金；再将制备出的一步钒铝钛合金破碎、烘干后在真空中频感应炉进行二次精炼，得到钒铝钛合金最终产
P
ΡΠ O本发明产品的其特征在于化学成分没有改变传统产品A1-85V合金中的铝、钒两种元素的含量比例，添加了钛元素，降低了钒元素的含量，同时控制住了合金中氧元素的含量，其化学成分范围如下v :68% 71%，Al 14%，0 彡0. 10%, Ti 余量。本发明制备出的一步钒铝钛合金破碎、烘干后在真空中频感应炉进行二次熔炼， 得到钒铝钛合金最终产品。本方法中一次将合金中的铝元素全部加齐，避免钒铝钛合金在金属热还原过程中增氧，获得氧含量较低的合金；在后面的二次真空感应熔炼中合金又得到进一步的脱氧，这是本方法的关键控制因素。
具体实施例方式本发明的实现方法首先通过金属热还原法(一步法)制备钒铝钛中间合金，其中将铝作为还原剂，五氧化二钒、二氧化钛作为氧化剂。化学反应为3V205+10A1 = 5A1203+6V3Ti02+4Al = 2Al203+3Ti做出一步法的钒铝钛中间合金后，破碎成30mm-50mm小颗粒装入真空感应炉中， 进行二次真空熔炼，得到钒铝钛中间合金成品。本发明产品的其特征在于使用原料为五氧化二钒、二氧化钛、及铝粉，其配料比例如下100 16. 35 73. 2，原料在80°C 100°C的环境内烘干12小时。真空熔炼时，予真空抽空lPa。开始加热，炉温升至1300°C时关掉真空，充氩至0. 2 个大气压，完全熔化后在1500°C保温10分钟浇铸。一种钒铝钛合金的制备方法，其制备过程是首先采用金属热还原法，以铝作为还原剂还原五氧化二钒、二氧化钛制备出一步铝钒钛合金；再将制备出的一步钒铝钛合金破碎后在真空中频感应炉进行二步精炼，得到钒铝钛合金的最终产品。实施例1首先将V2O5 100kg, TiO2 16. 35kg、铝粉73. 2kg，采用金属热还原法，以铝作为还原剂还原五氧化二钒和二氧化钛制备出一步法的钒铝钛合金；再粉碎成30mm-50mm的颗粒，装进真空感应炉精炼，精炼后粉碎成lmm-6mm得到钒铝钛合金成品。钒铝钛合金成份为 V65% 71%，A1 10% 14%，0彡0. 10%，Ti余量。合金杂质含量低，合金的均勻性好。实施例2用本产品制备Ti-4A1_22V合金取海绵钛67. 6kg、钒铝钛32. 3kg、铝豆0. 13kg，制备Ti_4Al_22V合金，合金标准要求:A13. 5%~ 4. 5%, V21%~ 23%, 0 彡 0. 13%，实际成份为 Al :4. 1%, V 21. 8%, 0 0. 09%。反证案例3用传统产品A1-85V合金制备Ti-4A1_22V合金取海绵钛74kg、A1-85V25. 9kg、铝豆0. 12kg，制备Ti_4Al_22V合金，合金标准要求A13. 5% 4. 5%，V21 % 23%，0 彡 0. 13%，实际成份为 Al :3. 9 %，V -.21.5%, 0 0. 16%。
权利要求
1.一种用于高钒钛合金材料制造的钒铝钛中间合金，其特征在于中间合金化学成分如下V65% 71%，Al 10% 14%，0^0. 10%, Ti 余量。
2.如权利要求1所述的钒铝钛中间合金的制备方法，其特征在于制备过程是首先采用金属热还原法，以全部铝作为还原剂还原五氧化二钒及二氧化钛制备出一步钒铝钛合金； 再将制备出的一步钒铝钛合金破碎、烘干后在真空中频感应炉进行二次精炼，得到钒铝钛合金最终产品。
3.根据权利要求2所述的一种钒铝钛中间合金的制备方法，其特征在于使用的原料有五氧化二钒、二氧化钛、铝粉，且其配料比例为V2O5 TiO2 Al = 100 16. 35 73.2。
4.根据权利要求2或3所述的一种钒铝钛中间合金的制备方法，其特征在于所制备的钒铝钛中间合金破碎粒度为lmm-6mm。
全文摘要
一种钒铝钛合金的制备方法，涉及一种高钒钛合金材料的制备方法。其特征在于制备过程是首先采用金属热还原法，以铝作为还原剂还原五氧化二钒及二氧化钛制备出一步钒铝钛合金；再将制备出的一步钒铝钛合金破碎在真空中频感应炉进行二次精炼，得到钒铝钛合金最终产品。本发明的方法，采用金属热还原法(一步法)，将铝作为还原剂，制备出钒铝钛合金，然后再经真空感应熔炼炉熔炼，粉碎后得到钒铝钛合金的成品。本方法解决了传统Al-V85合金氧元素含量高的问题，在不改变Al-V85合金中铝、钒两元素比例的同时，通过添加钛元素，得到了氧含量比较低的钒铝钛合金，成功地控制了钛合金铸锭的氧含量。
文档编号C22C1/03GK102392168SQ20111033497
公开日2012年3月28日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者张金波, 郑杰 申请人:宝鸡市嘉诚稀有金属材料有限公司