[發明專利]一種鋁鉬鉻鐵硅中間合金的制備方法

有效

• 申請號: 202010967632.0
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112126806B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王志軍;劉強;孫鑫;何建成;劉志彬;段善博;紀海龍;馬英梁;王東華
• 申請（專利權）人: 承德天大釩業有限責任公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C21/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明屬于金屬材料技術領域，尤其涉及一種鋁鉬鉻鐵硅中間合金的制備方法。該制備方法包括以下步驟：(1)將第一鋁源和鉬源混合，進行鋁熱反應，得到鋁鉬一級合金；(2)將所述鋁鉬一級合金與鉻、鐵、硅和第二鋁源混合，進行真空熔煉，得到鋁鉬鉻鐵硅中間合金。本發明通過選用鋁熱加真空熔煉相結合的方法，通過控制中頻真空感應爐熔煉，使鋁、鉬、鉻、鐵、硅元素在合金中均勻分布，降低O、N等氣相雜質含量，在熔煉TC6鈦合金時，有助于鈦合金成分均勻化。

技術領域

本發明涉及金屬材料技術領域，尤其涉及一種鋁鉬鉻鐵硅中間合金的制備方法。

背景技術

鈦及其合金具有優異的性能，比如強度高、耐腐蝕、耐高溫以及良好的工藝性能等，因此，其在現代工業級科學技術領域內日益成為引人矚目的材料，在宇航、航空、石油、化工、輕工、冶金、機械和能源等眾多領域得到了廣泛的應用。

鋁、鉬、鉻、鐵、硅都是鈦合金的主要合金成分，通常以中間合金的形式加到鈦合金中。本發明提供的鋁鉬鉻鐵硅中間合金主要應用的鈦合金牌號為TC6。TC6鈦合金是一種良好的馬氏體型兩相鈦合金，主要用來制造航空發動機的壓氣機盤和葉片等零件，能在400℃以下長時間工作6000h以上和在450℃工作2000h以上，該合金還可作為中強合金用來制造飛機的隔框、接頭等承力機構件及不同用途的緊固件。

目前，鋁鉬鉻鐵硅合金的制備方法通常采用爐外鋁熱法進行制備，例如CN1629328A公開了一種鋁鉬鉻鐵硅中間合金及其制備方法，原料為三氧化鉻、三氧化鉬、鐵、硅、鋁和氟化鈣，進行鋁熱還原反應，從而制得鋁鉬鉻鐵硅合金。此方法具有設備簡單，過程單一，操縱方便等優點，缺點是合金的均勻性較差，雜質特別是氧和氮等氣相雜質無法進行控制，氮元素會增加鈦合金的脆性，直接對鈦合金的品質造成了影響。

因此，如何提供一種成分均勻性佳、雜質含量低的鋁鉬鉻鐵硅中間合金的制備方法是本領域亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋁鉬鉻鐵硅中間合金的制備方法，通過選用鋁熱加真空熔煉相結合的方法，在真空環境下熔煉，保證合金成分的均勻性和極低的雜質含量。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種鋁鉬鉻鐵硅中間合金的制備方法，包括以下步驟：

(1)將第一鋁源和鉬源混合，進行鋁熱反應，得到鋁鉬一級合金；

(2)將所述鋁鉬一級合金、鉻、鐵、硅和第二鋁源混合，進行真空熔煉，得到鋁鉬鉻鐵硅中間合金。

采用上述技術方案的有益效果：本發明步驟(1)先將第一鋁源和鉬源混合，進行鋁熱反應，可以中和鋁和鉬單質的密度和熔點差，能讓五元合金更均勻。

優選的，將第一鋁源和鉬源混合前，將所述第一鋁源和鉬源分別進行干燥；所述干燥溫度為100～120℃，時間＞6h。

采用上述技術方案的有益效果：干燥是為了讓物料中沒有水，水會帶入雜質，尤其是H元素，嚴重影響合金脆性，水也會讓錠有氣孔等缺陷。

優選的，所述鉬源為三氧化鉬、二氧化鉬；所述第一鋁源為鋁粉，所述鋁粉和三氧化鉬、二氧化鉬的質量比為(1.958～2.038)：(1.548～1.628)：(0.960～1.040)。

采用上述技術方案的有益效果：使用鋁粉和三氧化鉬、二氧化鉬的原因是鋁和三氧化鉬反應熱量過高，會噴濺，鋁和二氧化鉬反應熱量低，反應不充分，因此選擇兩種鉬源混合，反應適中；該配比下生產的鋁鉬一級合金熔點低，熔點和密度與其他金屬單質更為接近，熔煉時可以減少燒損和偏析。

優選的，所述鋁熱反應的溫度為1950～2250℃，時間為35～45s。

采用上述技術方案的有益效果：如果鋁熱反應溫度過高，會發生噴濺；而溫度過低，會導致反應不充分，渣鐵不分。