本发明属于冶金领域，具体涉及一种能提高alv55合金收率、成品率的制备方法。
背景技术：
钒铝合金作为钛合金的一种重要添加剂，可用来改善钛合金性能，使之在强度、韧性、成形性、耐腐蚀、耐高温等方面更具优势，现已广泛应用于水上飞机、滑翔机、汽车发动机系统、汽车底盘部件、高尔夫球杆和医疗器材等的制造。
随着我国航空航天业的迅速发展，应用于航空航天领域的钛合金出现了大幅增长，其中以ti-6al-4v合金用量最大。我国大多采用alv55合金制备ti-6al-4v合金，市场需求量很大，但采用一步法制备的alv55合金收率、成品率均不高，生产成本一直居高不下。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种alv55合金的制备方法，该方法能够较为有效地解决一步法制备alv55合金收率、成品率偏低的问题。
本发明制备alv55合金的方法，包括以下步骤：将金属ca、金属al、v2o5和v2o3混合均匀，然后用点火剂引发进行金属热还原反应，然后通电加热，冷却，处理后得到alv55合金。
其中，上述制备alv55合金的方法中，金属ca、金属al、v2o5和v2o3质量比为1﹕6.278～6.362﹕6.33～6.64﹕0.878～1.305。
进一步的，上述制备alv55合金的方法中，所述金属ca纯度≥99.7％，其中fe≤0.01％，si≤0.01％，c≤0.01％。
进一步的，上述制备alv55合金的方法中，所述金属al纯度≥99.7％，其中fe≤0.01％，si≤0.01％，c≤0.01％。
进一步的，上述制备alv55合金的方法中，所述v2o5纯度≥99.5％，其中fe≤0.008％，si≤0.01％，c≤0.01％。
进一步的，上述制备alv55合金的方法中，所述v2o3的tv≥66.5％，其中fe≤0.01％，si≤0.01％，c≤0.015％。
进一步的，上述制备alv55合金的方法中，所述金属ca粒度1～3mm。
进一步的，上述制备alv55合金的方法中，所述金属al粒度1～3mm。
进一步的，上述制备alv55合金的方法中，所述v2o5粒度120～200目。
进一步的，上述制备alv55合金的方法中，所述v2o3粒度120～200目。
其中，上述制备alv55合金的方法中，所述点火剂为重量比4～5﹕1的过氧化钡和铝粉混合物。
具体的，上述制备alv55合金的方法中，所述金属热还原反应的时间为2～3min。
具体的，上述制备alv55合金的方法中，所述通电加热的时间为4～7min。
具体的，上述制备alv55合金的方法中，所述冷却为空冷。所述空冷是用普通压缩空气对反应设备进行加速降温。
具体的，上述制备alv55合金的方法中，所述冷却的时间为2～3h。
具体的，上述制备alv55合金的方法中，冷却后，放置25～28h后打开反应设备进行所述处理。
本发明方法在一步法基础上进行了工艺的改良优化，通过改变还原剂、原料和设置通电加热步骤，同时在合理控制原料添加比例下不需要加冷却剂，提高了合金产品的钒收率和成品率；同时因不需要真空精炼，成本也较两步法制备alv55合金低。本发明方法能够获得钒收率≥97％、成品率≥75％的alv55合金。
具体实施方式
本发明制备alv55合金的方法，包括以下步骤：(1)将高纯金属ca、高纯金属al、高纯v2o5和v2o3装入料罐中混合均匀；(2)将混合均匀的原料装入反应设备中，用点火剂引发原料进行金属热还原反应；(3)待反应进行2～3min后插入电极通电加热使渣为熔融状态，以利于渣中合金沉淀；(4)提起电极停止加热，空冷2～3h；(5)24～28h后打开反应器，进行破碎、表面处理、挑选、检测等处理后得到高收率、高成品率的alv55合金。
优选的，上述步骤(1)中合理地控制高纯金属ca、高纯金属al、高纯v2o5和v2o3质量比为1﹕6.278～6.362﹕6.33～6.64﹕0.878～1.305，放热适当，可不用专门添加冷却剂。
进一步的，为了保证alv55合金满足ys/t579-2014标准要求，上述步骤(1)所述的高纯金属ca纯度≥99.7％，其中fe≤0.01％，si≤0.01％，c≤0.01％；高纯金属al纯度≥99.7％，其中fe≤0.01％，si≤0.01％，c≤0.01％；高纯v2o5纯度≥99.5％，其中fe≤0.008％，si≤0.01％，c≤0.01％；高纯v2o3的tv≥66.5％，其中fe≤0.01％，si≤0.01％，c≤0.015％。
进一步的，为了确保原料混合均匀、反应进行充分，上述步骤(1)所述高纯金属ca粒度1～3mm，高纯金属al粒度1～3mm，高纯v2o5粒度120～200目，高纯v2o3粒度120～200目。
进一步的，上述步骤(2)所述的点火剂为重量比为4～5﹕1的过氧化钡和铝粉混合物。用过氧化钡和铝粉作点火剂，反应发热量高，触发反应速度快，且氧化产物不会污染合金。
进一步的，上述步骤(3)通电加热目的是使渣为熔融液态状，从而有利于反应生成的合金沉降。如果加热时间过短则不利于渣中的合金沉降，加热时间过长则易造成合金的成分偏析。优选通电加热的时间为4～7min。通电加热可采用石墨电极。对电流、电压等没有特殊要求，只需要将渣变为熔融状态即可。
进一步的，为了提高合金成品率，上述步骤(4)的空冷是用普通压缩空气对反应设备进行加速降温。
实施例1
将高纯金属ca(纯度99.8％，其中fe为0.008％，si为0.005％，c为0.009％，粒度1～2mm)40kg、高纯金属al(纯度99.7％，其中fe为0.009％，si为0.008％，c为0.01％，粒度1～2mm)251.2kg、高纯v2o5(纯度99.6％，其中fe为0.008％，si为0.008％，c为0.008％，粒度120～160目)254kg和高纯v2o3(tv为66.8％，其中fe为0.01％，si为0.007％，c为0.01％，粒度120～160目)36kg在料罐中混合均匀后装入反应设备中，用点火剂引发原料进行金属热还原反应，点火剂采用质量比为4:1的过氧化钡和铝粉混合物。待反应进行2min后插入电极通电加热5min后提起电极停止加热，用普通压缩空气对反应设备进行2h的空冷，25h后打开反应器，处理后得到钒收率为97.2％、成品率为75.1％的满足ys/t579-2014标准要求的alv55合金。钒收率为合金饼中的钒和投入的钒之比。成品率是指完全合格的钒产品与投入的钒之比。
实施例2
将高纯金属ca(纯度99.7％，其中fe为0.009％，si为0.006％，c为0.009％，粒度2～3mm)50kg、高纯金属al(纯度99.8％，其中fe为0.008％，si为0.008％，c为0.009％，粒度1～2mm)316kg、高纯v2o5(纯度99.5％，其中fe为0.01％，si为0.009％，c为0.01％，粒度160～200目)325kg和高纯v2o3(tv为67％，其中fe为0.008％，si为0.007％，c为0.009％，粒度120～160目)50kg在料罐中混合均匀后装入反应设备中，用点火剂引发原料进行金属热还原反应，点火剂采用质量比为5:1的过氧化钡和铝粉混合物。待反应进行2.5min后插入电极通电加热7min后提起电极停止加热，用普通压缩空气对反应设备进行3h的空冷，26h后打开反应器，处理后得到钒收率为97.1％、成品率为75.2％的满足ys/t579-2014标准要求的alv55合金。
实施例3
将高纯金属ca(纯度99.8％，其中fe为0.008％，si为0.005％，c为0.008％，粒度1～2mm)60kg、高纯金属al(纯度99.7％，其中fe为0.010％，si为0.009％，c为0.008％，粒度2～3mm)381kg、高纯v2o5(纯度99.7％，其中fe为0.006％，si为0.005％，c为0.007％，粒度120～160目)396kg和高纯v2o3(tv为67.2％，其中fe为0.009％，si为0.005％，c为0.008％，粒度160～200目)72kg在料罐中混合均匀后装入反应设备中，用点火剂引发原料进行金属热还原反应，点火剂采用质量比为4.5:1的过氧化钡和铝粉混合物。待反应进行3min后插入电极通电加热4min后提起电极停止加热，用普通压缩空气对反应设备进行2.5h的空冷，28h后打开反应器，处理后得到钒收率为97.4％、成品率为75.1％的满足ys/t579-2014标准要求的alv55合金。