[發明專利]基于鋁熱還原制備釩鋁合金的布料方法

有效

• 申請號: 202010327458.3
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111394600B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 高雷章;陳海軍;尹丹鳳;師啟華
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團研究院有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C27/02
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 張小麗

本發明屬于釩系合金生產技術領域，具體涉及基于鋁熱還原制備釩鋁合金的布料方法。本發明所要解決的技術問題是提供基于鋁熱還原制備釩鋁合金的布料方法，以減小釩鋁合金餅上下層的偏析，提高合格品產量。該方法是：先將金屬鋁A鋪于反應爐底，再將五氧化二釩、冷卻劑和金屬鋁B混合均勻，鋪于金屬鋁A上，點火反應，結束后冷卻，去掉溶渣得釩鋁合金。本發明方法可降低釩鋁合金餅上下偏析，使成品的合格品產量提高，工藝簡便，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于釩系合金生產技術領域，具體涉及基于鋁熱還原制備釩鋁合金的布料方法。

背景技術

航空航天領域用于制備飛機骨架和發動機的鈦合金中Ti-6Al-4V和Ti-8Al-1Mo-1V兩種合金用量約占鈦合金市場的一半。鈦合金中的釩是以釩鋁合金的形式加入，我國主要采用釩鋁合金制備Ti-6Al-4V。釩鋁合金與金屬鈦重熔制備含釩鈦合金，其質量的優劣直接影響航空航天用鈦合金的性能。為了達到所期望的宇航、航空工業鈦合金的最佳性能，關鍵之一是制備純度優、成分均勻的釩鋁中間合金。

目前，國內生產釩鋁中間合金的大多數企業采用鋁熱自蔓延還原的工藝，該工藝路線成熟，現有技術水平較高，釩的回收率普遍能達到90％以上。中國專利文獻CN107099718A公開了“基于鋁熱自蔓延梯度還原與渣洗精煉制備鎢鐵合金的方法”，中國專利文獻CN104120304B公開了“一種基于鋁熱自蔓延-噴吹深度還原制備鈦鋁合金的方法”。從上述公開的內容看，目前鋁熱自蔓延還原反應是均是將原料與鋁粒按一定比例混合均勻，鋪入反應爐內，點火發生鋁熱反應，反應結束后等待試樣冷卻后再處理。有人提出噴吹精煉渣以達到精煉的目的，但是實際操作過程復雜，在鋁熱自蔓延還原反應過程中，爐內熔液攪拌不充分，反應過程中使其熔液混合均勻的方法未見報道。

由于釩鋁合金為鋁熱法一次反應，冶煉的過程中很難通過外界對爐內熔液進行攪拌。雖然釩鋁合金是一種無限互溶固熔體，但鋁的密度比釩的密度低，熔化的鋁很難沉入爐底，爐底反應生成的釩不易上浮，反應爐內熔液上下對流不足，造成合金餅上部鋁含量較高，下部釩含量較高，進而使合金餅偏析嚴重，一般合金餅上下偏析達到3.5％左右。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供基于鋁熱還原制備釩鋁合金的布料方法，以減小釩鋁合金餅上下層的偏析，提高合格品產量。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案是提供了基于鋁熱還原制備釩鋁合金的布料方法，該方法包括如下步驟：先將金屬鋁A鋪于反應爐底，再將五氧化二釩、冷卻劑和金屬鋁B混合均勻，鋪于金屬鋁A上，點火反應，結束后冷卻，去掉溶渣得釩鋁合金。

其中，上述基于鋁熱還原制備釩鋁合金的布料方法中，所述五氧化二釩、金屬鋁B、冷卻劑和金屬鋁A的質量比為2:0.8～1.1:0.1～0.3:0.23～1.2。

其中，上述基于鋁熱還原制備釩鋁合金的布料方法中，所述金屬鋁A和金屬鋁B均為相同粒度的鋁粒；所述鋁粒的粒度為1～3mm。

其中，上述基于鋁熱還原制備釩鋁合金的布料方法中，所述五氧化二釩的粒度為1～5mm。

其中，上述基于鋁熱還原制備釩鋁合金的布料方法中，所述冷卻劑的粒度為1～5mm。

其中，上述基于鋁熱還原制備釩鋁合金的布料方法中，所述混合的時間為15～25min。

本發明的有益效果是：

本發明通過先將一部分金屬鋁鋪于反應爐底，再將混合均勻后的五氧化二釩、冷卻劑和金屬鋁置于其上，發生鋁熱反應時，熔融的原料由于密度差導致反應過程中熔液再次混合，達到熔液流動充分、熔渣上浮、熔體內上下偏析小的效果，從而使制備得到的釩鋁合金餅上下偏析小，成品的合格品產量提高。本發明方法工藝簡便，具有廣闊的應用前景。

具體實施方式

具體的，本發明提供了基于鋁熱還原制備釩鋁合金的布料方法，該方法包括如下步驟：