专利名称：一种两步法制备Al-V中间合金的方法
技术领域：
本发明属于中间合金技术领域，具体涉及一种两步法制备Al-V中间合金的方法。
背景技术：
钛合金中添加成分均勻的中间合金是提高钛合金冶金质量的关键，此种方法在钛合金工业生产中获得了广泛应用。20世纪70年代以来，用自蔓延法制备的中间合金一直是钛合金工业生产中采用的重要添加原料。但随着钛加工业的发展和对钛合金产品质量要求的不断提高，自蔓延法生产的中间合金的缺点逐渐暴露，主要表现在成分均勻性较差，夹杂多，成品率低等。
发明内容
本发明解决的技术问题提供一种两步法制备Al-V中间合金的方法，有效解决已有方法制备的中间合金成分不均勻、夹杂多、成品率低等问题。本发明采用的技术方案一种两步法制备Al-V中间合金的方法，包括下述步骤(1)采用自蔓延方法先制备含V量较高的Al-V中间合金一次铸锭；(2)对制备的中间合金一次铸锭表面进行喷砂或喷丸处理，然后将表面洁净的中间合金一次铸锭粉碎制成中间合金颗粒；(3)在制备的中间合金颗粒中配入适量的铝块进行真空熔炼，并浇铸成中间合金二次铸锭，其中铝锭及中间合金颗粒加入量按Al-V中间合金成品设计成分重量比确定；(4)将中间合金二次铸锭冷却至200°C以下出炉制成中间合金成品铸锭。上述方法最好采用水冷铜坩埚或镁砂坩埚并在惰性气体保护下进行真空熔炼和浇铸。所述配入的铝块放入水冷铜坩埚或镁砂坩埚的底部，所述中间合金颗粒添加在铝块的上部。本发明与现有技术相比具有的优点和效果1、本发明采用自蔓延法制成中间合金一次铸锭，并将一次铸锭破碎后作为二次真空熔炼的原料进行真空熔炼制备中间合金成品铸锭，大大提高了成品铸锭的成分均勻性。2、本发明采用自蔓延法先制备高V中间合金，可大大减少自蔓延过程中氧化夹杂物Md3的生成量，然后再通过配入适量的铝块进行真空熔炼降低ν含量至设计要求，可降低真空熔炼温度，提高真空熔炼的效果，进而提高成品铸锭的纯净度和成品率。3、本发明真空熔炼及浇铸的全过程采用惰性气体保护，进一步减少氧化夹杂及外来杂质污染，提高成品铸锭的纯净度和成品率。4、本发明采用水冷铜坩埚作为浇铸模，保证了铸锭组织致密、均勻和完整。
具体实施方式
一种两步法制备Al-V中间合金的方法，包括下述步骤(1)采用自蔓延方法先制备含V量较高的Al-V中间合金一次铸锭；(2)对制备的中间合金一次铸锭表面进行喷砂或喷丸处理，然后将表面洁净的中间合金一次铸锭粉碎制成中间合金颗粒；(3)在制备的中间合金颗粒中配入适量的铝块进行真空熔炼，并浇铸成中间合金二次铸锭，其中铝锭及中间合金颗粒加入量按Al-V中间合金成品设计成分重量比确定；(4)将中间合金二次铸锭冷却至200°C以下出炉制成中间合金成品铸锭。上述方法最好采用水冷铜坩埚或镁砂坩埚并在惰性气体保护下进行真空熔炼和浇铸。且所述配入的铝块放入水冷铜坩埚或镁砂坩埚的底部，所述中间合金颗粒添加在铝块的上部。具体工艺步骤为第一步按含V量较高的Al-V中间合金设计成分重量比Al V = 15 85确定V205、A1粉、CaF2的原料重量比为V2O5 Al CaF2 = I 0. 61 0.09，并按确定的原料重量比配比原料并均勻混合；第二步将混合均勻的原料放入石墨坩埚中，在振动平台上振动:3min使料粉振实，点火进行自蔓延燃烧合成，冷却证后拆炉得到含V量较高的Al-V中间合金一次铸锭，然后对含V量较高的中间合金一次铸锭表面进行喷砂或喷丸处理后破碎成(100 150)mm规格的含V量较高的中间合金颗粒。第三步按成品Al-V中间合金设计成分重量比Al V = 47 53确定含V量较高的中间合金颗粒与铝块的配料重量比为1 0.566。第四步将按上述配料比例配制的铝块放入水冷铜坩埚或镁砂坩埚的底部，上部放入(100 150)mm规格的含V量较高的Al-V中间合金颗粒，在抽真空并且充入氩气保护下进行真空熔炼，初始熔炼功率30kw，每隔15min提高功率20kw，最高功率不超过190kw，待Al-V中间合金全部熔化后浇铸，随炉冷却至200°C以下出炉。分析铸锭组织，发现合金成分均勻，无宏观偏析且杂质含量控制在0. 2%以下。相关数据检测结果见表1。表1(重量
取样位置VFeSiC0一次铸锭上端面边缘处86. 150. 150. 170. 050. 22一次铸锭上端面边缘距中心1/2处87. 590. 140. 170. 050. 22一次铸锭上端面中心处87. 800. 150. 160. 060. 22成品铸锭上端面边缘处52. 830. 140. 160. 030. 07成品铸锭上端面边缘距中心1/2处53. 140. 140. 150. 040. 08成品铸锭上端面中心处52. 930. 140. 160. 030. 08
权利要求
1.一种两步法制备Al-V中间合金的方法，其特征在于所述方法包括下述步骤(1)采用自蔓延方法制备含V量较高的Al-V中间合金一次铸锭；(2)对制备的中间合金一次铸锭表面进行喷砂或喷丸处理，然后将表面洁净的中间合金一次铸锭粉碎制成中间合金颗粒；(3)在制备的中间合金颗粒中配入适量的铝块进行真空熔炼，并浇铸成中间合金二次铸锭，其中铝块及中间合金颗粒加入量按Al-V中间合金成品设计成分重量比确定；(4)将中间合金二次铸锭冷却至200°C以下出炉制成中间合金成品铸锭。
2.根据权利要求1所述的一种两步法制备Al-V中间合金的方法，其特征在于采用水冷铜坩埚或镁砂坩埚并在惰性气体保护下进行真空熔炼和浇铸。
3.根据权利要求2所述的一种两步法制备Al-V中间合金的方法，其特征在于所述配入的铝块放入水冷铜坩埚或镁砂坩埚的底部，所述中间合金颗粒添加在铝块的上部。
全文摘要
一种两步法制备Al-V中间合金的方法，包括下述步骤(1)采用自蔓延方法先制备含V量较高的Al-V中间合金一次铸锭；(2)将制备的一次铸锭喷砂或喷丸后粉碎制成中间合金颗粒；(3)在制备的中间合金颗粒中配入适量的铝块进行真空熔炼，并浇铸成中间合金二次铸锭，其中铝锭及中间合金颗粒加入量按Al-V中间合金成品设计成份重量比确定；(4)将中间合金二次铸锭冷却至200℃以下出炉制成中间合金成品铸锭。本发明大大提高了成品铸锭的成分均匀性、纯净度和成品率。
文档编号C22C1/03GK102383015SQ20111034605
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者刘红, 和平志, 宋文君, 尹淑霞, 李彦宏, 王昌建 申请人:宝钛特种金属有限公司