低成本制备钒铝合金的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于合金冶炼技术领域，特别是铝钒合金的冶炼。
技术背景
[0002]钒铝合金(V55A1)是钛合金材料制备过程中使用最广，用量最大的一种中间合金，其质量直接影响到钛合金材料的综合性能。近年来，钛合金材料在航空航天、石油化工、造船等领域的应用逐步扩大。一个国家的钛合金材料制备的水平已经成了一个国家的综合国力的重要体现。
[0003]钒铝合金传统工艺是依据铝热还原的原理进行，A1+V205和造渣剂进行一次还原反应后，进行二次熔炼(感应精炼除杂)。这种工艺有如下缺陷:
1.使用Al粉为生产原料，需要专门制备，容易增加杂质元素，且在生产过程中存在重大安全隐患。
[0004]2.生产过程中使用石墨材料制备反应坩祸，容易导致合金中C元素的增加，而C元素为合金中有害元素，会直接影响合金产品的力学性能。
[0005]3.合金的生产采用两步法进行，增加了合金制备周期，效率低下，冶炼成本高。
【发明内容】
[0006]本发明目的是提供一种低成本制备钒铝合金的工艺，以提高合金质量并降低制造成本。
[0007]制备低成本钒铝合金工艺，按照如下步骤实施:首先采用铝锭感应熔化后，再将加工成块状五氧化二钒逐渐加入，直至反应完毕；精炼后浇注成型。
[0008]铝锭在800°C以上感应熔化，并加入造渣剂；五氧化二钒制成每块不超过Ikg小块，并按照不高于30kg/分钟的加入速度逐渐加入熔化后的铝中，最后精炼不低于十分钟。
[0009]感应熔化所用坩祸采用钒铝合金生产过程产品锅渣制成；浇注成型模具采用钒铝合金生产过程产品锅渣制成。
[0010]本发明造渣剂优先推荐萤石粉。
[0011]本发明工艺采用一次铝热还原熔炼和二次精炼同步进行，确保合金质量，同时大大降低了成本。
[0012]本发明优点是:1.本方法使用铝锭做原料，不必制备铝粉，不仅大幅降低了生产成本，且保证了铝原料的洁净度。2.将一次铝热还原反应和二次精炼结合到同一过程中进行，既提高了产品质量和生产效率，且不增加成本。3.熔炼用坩祸、浇注用模具均采用反应副产品制成，不会对产品造成污染。
【具体实施方式】
[0013]本发明制备工艺步骤如下: 1.使用钒铝合金生产过程中产生的副产品炉渣，其主要成分为三氧化二铝，在500kg感应炉上捣制坩祸，并焙烧。
[0014]2.加入99.85%级别的纯铝锭，加热熔化。
[0015]3.在加热过程中加入10%重量比的萤石粉。
[0016]4.铝锭熔化后，过热到800°C，逐次匀速加入压制成块状的五氧化二钒(五氧化二钒已提前经过烘干处理)，保证铝热化学反应稳定可控。
[0017]5.铝热反应结束后，进行精炼，十分钟后浇注成型，熔炼过程结束。
[0018]实施例1:A1锭93kg，萤石粉33kg，800 °C熔炼后，五氧化二钒10kg加工成100个块，按20kg/分钟加入恪化后的Al中，反应共计5分钟，反应完毕后再精炼10分钟，饶注，得成品91kg。
[0019]所得合金各组分为:
VFeSiCNO 58.2 0.15 0.10 0.005 0.003 0.02
实施例2:A1锭183kg，萤石粉66kg，800 °C熔炼后，五氧化二钒200kg加工成200个块，按20kg/分钟加入恪化后的Al中，反应共计10分钟，反应完毕后再精炼10分钟，饶注，得成品182kg。
[0020]所得合金各组分为:
VFe Si CN O 58.5 0.10 0.12 0.004 0.005 0.03。
[0021]实施例3:A1锭465kg，萤石粉165kg，800 °C熔炼后，五氧化二钒500kg加工成500个块，按30kg/分钟加入熔化后的Al中，反应共计15分钟，反应完毕后再精炼10分钟，浇注，得成品455kg。
[0022]所得合金各组分为:
VFe SiCNO 58.4 0.11 0.10 0.004 0.004 0.03。
【主权项】
1.低成本制备钒铝合金工艺，其特征是按照如下步骤实施:首先采用铝锭感应熔化后，再将块状五氧化二钒逐渐加入，直至反应完毕；精炼后浇注成型。
2.根据权利要求1所述的低成本制备钒铝合金工艺，其特征是铝锭在800°C以上感应熔化，并加入造渣剂；五氧化二钒制成每块不超过Ikg小块，并按照不高于30kg /分钟的加入速度逐渐加入熔化后的铝中，最后精炼不低于十分钟。
3.根据权利要求1或2所述的低成本制备钒铝合金工艺，其特征是感应熔化所用坩祸采用钒铝合金生产过程产品锅渣制成；浇注成型模具采用钒铝合金生产过程产品锅渣制成。
4.根据权利要求3所述的低成本制备钒铝合金工艺，其特征是造渣剂为萤石粉。
【专利摘要】本发明涉及有色金属冶炼技术中的一种低成本制备钒铝合金的工艺。它按照如下步骤实施：首先采用铝锭感应熔化后，再将加工成块状五氧化二钒逐渐加入，直至反应完毕；精炼后浇注成型。本发明工艺采用一次铝热还原熔炼和二次精炼同步进行，确保合金质量，同时大大降低了成本。
【IPC分类】C22C1-02, C22C27-02
【公开号】CN104745844
【申请号】CN201510098374
【发明人】张金波, 郑杰
【申请人】宝鸡市嘉诚稀有金属材料有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月6日