[發(fā)明專(zhuān)利]一種宇航級(jí)釩鋁合金的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611055819.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106756136B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李蘭杰;萬(wàn)賀利;李九江;楊麗麗;張?zhí)K新
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河鋼股份有限公司承德分公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C1/02
• 分類(lèi)號(hào): C22C1/02;C22C27/02;C22C1/03;C22C14/00
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

本發(fā)明提供了一種宇航級(jí)釩鋁合金的制備方法，所述方法包括以下步驟：(1)將五氧化二釩、金屬鋁和造渣劑混合均勻后置于冶煉爐中進(jìn)行電極加熱冶煉，得到釩鋁合金錠；(2)將釩鋁合金錠與爐渣進(jìn)行分離后，破碎，得到釩鋁合金塊；(3)釩鋁合金塊與金屬鋁混合后進(jìn)行真空精煉，得到宇航級(jí)釩鋁合金。本發(fā)明所述方法通過(guò)控制原料狀態(tài)，采用電極加熱冶煉，并在真空精煉過(guò)程中分期加料并不斷轉(zhuǎn)動(dòng)坩堝的角度，使最終制得的釩鋁合金不僅雜質(zhì)低，純度高，成分均勻且致密，而且均勻度也得到了保證。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金領(lǐng)域，涉及一種宇航級(jí)釩鋁合金的制備方法，尤其涉及一種低雜質(zhì)且成分均勻的宇航級(jí)釩鋁合金的制備方法。

背景技術(shù)

鈦合金中重要的兩種合金是Ti-6Al-4V和Ti-8Al-1Mo-1V，這兩種合金共占鈦合金市場(chǎng)的50％，可用于生產(chǎn)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、高速飛行器骨架和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼等。釩通常以Al-V中間合金形式加入到鈦合金中。目前，國(guó)內(nèi)普遍采用的釩鋁合金的生產(chǎn)方法是：用石墨板砌筑高溫冶煉爐和爐罩，然后將粉狀五氧化二釩和鋁粉按一定配比用人工混合后裝入反應(yīng)爐中，然后點(diǎn)火冶煉，自然冷卻24h出爐，人工整理去除氧化膜，破碎包裝。這種常規(guī)方法生產(chǎn)出來(lái)的釩鋁合金存在雜質(zhì)含量高和成分均勻性差兩大缺點(diǎn)，同時(shí)合金錠各個(gè)部位偏析較大。因此很難達(dá)到航空級(jí)鈦合金制備的要求。

CN 102330007A公開(kāi)了一種航空級(jí)釩鋁合金的制備方法及生產(chǎn)系統(tǒng)，所述方法用鎂磚砌成鎂磚冶煉爐；將砌好的鎂磚冶煉爐置于液化氣或煤氣干燥窯內(nèi)；采用計(jì)算機(jī)控制的配料機(jī)進(jìn)行配料；將配比好的原料裝入V型混料機(jī)充分混合；打掉表面的氧化皮；放入真空感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行熔煉到液體狀態(tài)；在離心澆鑄機(jī)中進(jìn)行澆鑄；采用氬氣循環(huán)冷卻；破碎包裝；生產(chǎn)系統(tǒng)是由配料機(jī)、V形混料機(jī)、鎂磚冶煉爐、真空感應(yīng)熔煉爐和離心澆鑄機(jī)組成。上述制備方法雖然具有較好的均勻度，工藝復(fù)雜，釩收率低，產(chǎn)品純度低，生產(chǎn)成本較高。

CN 103849787A公開(kāi)了一種宇航級(jí)釩鋁合金的制備方法，所述方法將五氧化二釩、金屬鋁和冷卻劑混勻后裝入冶煉爐中，點(diǎn)火冶煉得到含釩75～85wt％的釩鋁合金和爐渣；將所述冶煉得到的釩鋁合金加入真空感應(yīng)爐中進(jìn)行加鋁重熔，其中，加入的鋁與加入的釩鋁合金的質(zhì)量比為0.45～0.77，精煉得到含釩45～55wt％的宇航級(jí)釩鋁合金。但上述方法對(duì)原料要求標(biāo)準(zhǔn)較高，需要將原料破碎至一定粒徑的細(xì)粉，這使得冶煉過(guò)程易噴濺，不僅影響成分均勻性而且雜質(zhì)含量偏高；并且所述方法需要在冶煉爐上設(shè)置保護(hù)層，工藝過(guò)程復(fù)雜，成本較高。

因此，如何研究出一種方法簡(jiǎn)單，且制得的航空級(jí)釩鋁合金可同時(shí)滿(mǎn)足均勻度以及純度要求的方法是亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)宇航級(jí)釩鋁合金制備方法中存在的工藝復(fù)雜，冶煉過(guò)程易噴濺，分均勻性差且雜質(zhì)含量偏高，工藝過(guò)程復(fù)雜，成本較高等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種低雜質(zhì)且成分均勻的宇航級(jí)釩鋁合金的制備方法。本發(fā)明所述方法通過(guò)控制原料狀態(tài)，采用電極加熱冶煉，并在真空精煉過(guò)程中分期加料并不斷轉(zhuǎn)動(dòng)坩堝的角度，使最終制得的釩鋁合金不僅雜質(zhì)低，純度高，成分均勻且致密，而且均勻度也得到了保證。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種宇航級(jí)釩鋁合金的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將五氧化二釩、金屬鋁和造渣劑混合均勻后置于電弧爐中進(jìn)行電極加熱冶煉，得到釩鋁合金錠；

(2)將步驟(1)得到的釩鋁合金錠與爐渣進(jìn)行分離后，破碎，得到釩鋁合金塊；

(3)將步驟(2)得到的釩鋁合金塊與金屬鋁混合后進(jìn)行真空精煉，得到宇航級(jí)釩鋁合金。

以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，但不作為本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過(guò)以下技術(shù)方案，可以更好的達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。