一种用于钛合金制备的铝钼钒钛合金及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及钛合金的制备，具体说是一种用于钛合金制备的铝钼钒钛合金及其制备方法,按重量百分比计合金组成为:Ti余量,Al<16.5%,Mo(35~38)%,V(30~34)%;采用炉外点火冶炼和两步法熔炼，按常规步骤操作，配料重量组成以MoO3为1kg计，V2O5?1~1.2kg，海绵钛0.4~0.5kg,Al1~1.2kg,CaF2?0.15~0.35kg；原料装炉温度20~70℃，反应平稳，合金形成好；两步法熔炼是取炉外点火炼出的合金用感应炉进行重熔炼出的合金，本发明优点为：便于钛合金和高温合金的制备，使钛合金和高温合金成份均匀，本发明易于破碎、存储和运输。
【专利说明】一种用于钦合金制备的绍目钥钦合金及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钛合金及其制备，具体地说是一种铝钥钒钛中间合金及其制备方法。【背景技术】
[0002]随着钛合金的不断发展，越来越需要中间合金直接加入钛里进行熔炼，避免了单纯的分别加入金属单质的繁琐性，且中间合金熔点比各金属单质中最高的熔点低；铝钥钒钛合金熔点为1690°C，而金属钥单质的熔点为2610°C，加金属钥配制钛合金容易造成质点性夹杂，不利于钛合金材料的制备及加工，而加铝钥钒钛合金配制钛合金则不会造成质点性夹杂，因为铝钥钒钛合金熔点与纯钛熔点接近；在熔炼钛合金过程中，加纯金属钥配制的钛合金熔炼时电流不稳定，不容易控制，而加铝钥钒钛合金配制的钛合金熔炼时电流稳定，容易控制；
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种成本低、适应于现代钛合金生产需求的铝钥钒钛合金及其制备(冶炼和两步精炼)方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0005]一种铝钥钒钛中间合金，按重量百分比计合金组成为:A1(6-16.5 ) %, Mo (35^38) %, V (30^34) %, Ti 余量;
[0006]较佳的合金组成为，Al13.5%，Mo (36.5)%，V(32)%; Ti 为余量。
[0007]铝钥钒钛中间合金的制备方法，采用炉外点火冶炼法，按常规步骤操作，原料3(T80°C烘干，烘干时间24~48小时，取出原料配料，配料重量组成为以MoO3为Ikg计，V2O5I~1.2kg，海绵钛0.4~0.5kg, Al 1~1.2kg, CaF20.15~0.35kg,混料均匀后装炉，原料装炉温度2(T70°C，反应激烈，出炉处理、取样分析、外观检测、包装入库。
[0008]本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果:
[0009]1.便于钛合金的制备。本发明钒基中间合金熔点比各金属单质中最高熔点低(铝钥钒钛熔点1690°C而单质Mo熔点为2610)，采用本发明钒基系列中间合金制备钛合金，可以以合金包的方式加入海绵钛，用真空自耗电弧炉熔炼钛合金电流易控制，电损耗小，成本低，方便了钛合金制备。
[0010]2.成本低，以金属单质为原料生产的钛合金,生产过程复杂,生产成本高；本发明加工过程简单易行，不需特殊设备，本发明以氧化物为原料，生产成本低，易操作，冶炼过程反应平稳，合金形成好。
[0011]3.合金化均匀。本发明生产的中间合金，因其合金化均匀，以合金包的形式加入海绵钛中，使钛合金铸锭不容易发生元素偏析现象。
[0012]4.抗氧化性能好，易于存储和运输。由于金属单质在空气中易氧化，因而以金属单质直接加入海绵钛中，会使钛合金铸锭中容易产生氧化物夹杂等冶金缺陷；而本发明中间合金抗氧化性能好，在空气中不易氧化，塑料编织袋和内衬塑料袋包装即可，易于存储和运输。
[0013]5.易破碎。本发明是以钒为基体的金属型化合物，具有脆性好、易破碎的特点，缩短了钛合金的生产过程，降低了生产成本。
【具体实施方式】
[0014]本发明是在铝钒合金的基础上，适当的加入主要成分Mo、Ti元素，通过现有的设备，冶金工艺就可以获得新型中间合金，下面通过实施例详述本发明。
[0015]实施例1.[0016]采用炉外点火冶炼法:按常规步骤进行，原料经烘干、砌炉，按所述重量百分比配料，均匀混料、装炉、冶炼、冷却、启炉、称重、精整、破碎、磁选、取样分析、包装。
[0017]具体制备过程如下:
[0018]1.原料烘干:将原料、砌炉渣、配料渣在温度75°C的烘干室中烘干时间36小时；
[0019]2.称取原料:
[0020]MoO3 V2O5 海绵钛 Al CaF2
[0021]Ikg 1.085kg 0.465kg 1.14kg 0.25kg
[0022]3.混料:将料装入圆型混料器中，转数16转/分，混料时间7分钟。
[0023]4.冷却:将混合好的原料装炉温度为40°C。
[0024]5.装炉:将冷却好 的原料装入冶炼炉(石墨内衬炉)中；
[0025]6.点火:用点燃的镁屑放入冶炼炉内，点火开始反应；
[0026]7.记录:记录反应时间为16秒；冶炼过程反应激烈,火苗挺高；
[0027]8.冷却:合金在炉内进行空气冷却36小时。
[0028]9.启炉:从冶炼炉中取出合金锭；
[0029]10.精整:用砂轮机磨去渣层和氧化膜；
[0030]11.破碎、磁选:用颚式破碎机破碎至0.25~6.0mm，然后磁选、人工挑选，除去铁
等杂质；
[0031]12.取样化验分析:经化验分析结果为:V 32%, Al 12%，Mo 36.5%，Ti 19.5% ；
[0032]13.包装:产品经化验合格后，包装好装入包装桶内。
[0033]实施例2.[0034]采用炉外点火冶炼法:按常规步骤进行，原料经烘干、砌炉，按所述重量百分比配料，均匀混料、装炉、冶炼、冷却、启炉、称重、精整、破碎、磁选、取样分析、包装。
[0035]具体制备过程如下:
[0036]1.原料烘干:将原料、砌炉渣、配料渣在温度75°C的烘干室中烘干时间24小时；
[0037]2.称取原料:
[0038]MoO3 V2O5 海绵钛 Al CaF2
[0039]Ikg Ikg 0.4kg Ikg 0.15kg
[0040]3.混料:将料装入圆型混料器中，转数16转/分，混料时间5分钟。
[0041]4.冷却:将混合好的原料装炉温度为30° C。
[0042]5.装炉:将冷却好的原料装入冶炼炉(石墨内衬炉)中；
[0043]6.点火:用点燃的镁屑放入冶炼炉内，点火开始反应；[0044]7.记录:记录反应时间为10秒；冶炼过程反应激烈，火苗挺高；
[0045]8.冷却:合金在炉内进行空气冷却24小时。
[0046]9.启炉:从冶炼炉中取出合金锭；
[0047]10.精整:用砂轮机磨去渣层和氧化膜；
[0048]11.破碎、磁选:用颚式破碎机破碎至0.25~6.0mm，然后磁选、人工挑选，除去铁
等杂质；
[0049]12.取样化验分析:经化验分析结果为:V 31%, Al 16%, Mo 38%，Ti 15% ；
[0050]13.包装:产品经化验合格后，包装好装入包装桶内。
[0051]实施例3.[0052]采用炉外点火冶炼法:按常规步骤进行，原料经烘干、砌炉，按所述重量百分比配料，均匀混料、装炉、冶炼、冷却、启炉、称重、精整、破碎、磁选、取样分析、包装。
[0053]具体制备过程如下:
[0054]1.原料烘干:将原料、砌炉渣、配料渣在温度75°C的烘干室中烘干时间48小时；
[0055]2.称取原料:
[0056]MoO3 V2O5 海绵钛 Al CaF2·[0057]Ikg 1.2kg 0.5kg 1.2kg 0.35kg
[0058]3.混料:将料装入圆型混料器中，转数16转/分，混料时间8分钟。
[0059]4.冷却:将混合好的原料装炉温度为70° C。
[0060]5.装炉:将冷却好的原料装入冶炼炉(石墨内衬炉)中；
[0061]6.点火:用点燃的镁屑放入冶炼炉内，点火开始反应；
[0062]7.记录:记录反应时间为30秒；冶炼过程反应激烈，火苗挺高；
[0063]8.冷却:合金在炉内进行空气冷却48小时。
[0064]9.启炉:从冶炼炉中取出合金锭；
[0065]10.精整:用砂轮机磨去渣层和氧化膜；
[0066]11.破碎、磁选:用颚式破碎机破碎至0.25~6.0mm，然后磁选、人工挑选，除去铁
等杂质；
[0067]12.取样化验分析:经化验分析结果为:V 34%, Al 8%，Mo 35%，Ti 23% ；
[0068]13.包装:产品经化验合格后，包装好装入包装桶内。
[0069]实施例4.[0070]两步法熔炼:
[0071]具体制备过程如下:
[0072]1、将含:V 31%, Al 16%，Mo 38%，Ti 15%的铝钥钒钛合金35kg放到真空感应炉坩埚内，在加入1.4kg含钒65%的A1V65合金，加入纯钛块0.53kg合金于真空感应炉坩埚内，用于调整其成份为最佳值。
[0073]2、抽真空，当真空度达到KT1MPa时开始升温熔炼，60分钟待全部合金为熔融状态15分钟后，浇铸于已烘干过的锭模中。
[0074]3、冷却:合金在炉内锭模中进行冷却2小时。
[0075]4、启炉:从炉内锭模中取出合金锭；
[0076]5、精整:用砂轮机磨去渣层和氧化膜；[0077]6、破碎、磁选:用颚式破碎机破碎至0.25~6.0mm，然后磁选、人工挑选，除去铁等杂质；
[0078]7、取样化验分析:经化验分析结果为:V 31.9%, Al 15.4%，Mo 36%，Ti 15.6% ；
[0079]8、包装:产品经化验合格后，包装好装入包装桶内。
[0080]实施例5.[0081]两步法熔炼:
[0082]具体制备过程如下:
[0083]1、将含:V 34%, Al 8%, Mo 35%, Ti 23% ；
[0084]的铝钥钒钛合金35kg放到真空感应炉坩埚内，在加入2.28kg含钥60%Α1Μο60的合金于真空感应炉坩埚内，用于调整其成份为最佳值。
[0085]2、抽真空，当真空度达到KT1MPa时开始升温熔炼，60分钟待全部合金为熔融状态15分钟后，浇铸于已烘干过的锭模中。
[0086]3、冷却:合金在炉内锭模中进行冷却2小时。
[0087]4、启炉:从炉内锭模中取出合金锭；
[0088]5、精整:用砂轮机磨去渣层和氧化膜；
[0089]6、破碎、磁选:用颚式破碎机破碎至0.25~6.0mm，然后磁选、人工挑选，除去铁等杂质；
[0090]7、取样化验分析:经化验分析结果为:V 31.9%, Al 10%, Mo 36.5%，Ti 21.6% ；
[0091]8、包装:产品经化验合格后，包装好装入包装桶内。
[0092]实施例2~3，按实施例1方法操作，与实施例1不同之处见表1和表2。
[0093]表1.铝钥钒钛合金反应体系
[0094]
【权利要求】
1.一种用于钛合金制备的铝钥钒钛合金，其特征在于:按重量百分比计合金组成为，Ti 余量，Al (6-16.5 ) %, Mo (35~38) %, V (30~34) %;
2.按照权利要求1所述铝钥钒钛合金，其特征在于: 按重量百分比计合金组成为，Al 13.5%, Mo (36.5)%, V(32)%; Ti为余量。
3.—种权利要求1所述铝钥钒钛合金的制备方法，其特征在于:采用炉外点火冶炼或两步法精炼，配料重量组成以MoO3为Ikg计，V2O5 1~1.2kg，海绵钛0.4~0.5kg, Al1~1.2kg, CaF2 0.15~0.35kg ;原料装炉温度为 20~70。。。
4.按照权利要求3所述铝钥钒钛合金的制备方法，其特征在于:炉外点火冶炼是直接通过原料配料，采用炉外镁屑点火冶炼制备铝钥钒钛合金； 两步法精炼是在炉外点火冶炼的基础上，将炉外点火冶炼制备的铝钥钒钛合金装入真空感应炉内，抽真空，升温加热、熔化提纯后制备出精炼的铝钥钒钛合金。
5.按照权利要求3所述铝钥钒钛合金的制备方法，其特征在于:所述原料装炉温度为25 ~65。
6.按照权利要求3所述铝钥钒钛合金的制备方法，其特征在于:原料烘干温度为70°C~80°C，烘干时间不少于24小时。
7.按照权利要求6所述铝钥钒钛合金的制备方法，其特征在于:烘干时间不少于48小时。
【文档编号】C22C30/00GK103849805SQ201210524589
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月7日 优先权日:2012年12月7日
【发明者】张忠世, 郭树军, 张政宏 申请人:东港市东方高新金属材料有限公司