專利名稱：一種釩鋁錫鉻中間合金及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鈦合金的制備，具體地說是一種用于鈦合金制備的釩鋁錫鉻(釩基)中間合金及其制備方法。
背景技術：
隨著鈦合金的不斷發(fā)展，越來越需要中間合金直接加入鈦里進行熔煉，避免了單純的分別加入金屬單質的繁瑣性，且釩基中間合金熔點比各金屬單質中最高的熔點低；如AlVSnCr合金熔點1591℃，而V熔點1890℃，使鈦合金的制備熔煉過程穩(wěn)定，避免了由于金屬單質熔點不一致，所施加的熔煉電流忽高忽低，不容易控制的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的一種用鈦合金熔煉的鋁鈦稀土化合物型中間合金(專利申請?zhí)?4112628.5)，其抗氧化性能較好，但其成本較高，并且適應面較窄(用于單純稀土型鈦合金的熔煉)，不能滿足現(xiàn)代鈦合金生產(chǎn)多樣化的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、適應于現(xiàn)代鈦合金生產(chǎn)要求的釩鋁錫鉻中間合金及其制備(冶煉)方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種釩鋁錫鉻中間合金，按重量百分比計合金組成為，Al5.5～13.5％，Sn 11～14％，Cr 11～14％，V為余量。
較佳的合金組成為，Al 5.5％，Sn 13.5％，Cr 13.5％，殘余元素中O＜0.2％，V為余量。
釩鋁錫鉻中間合金的制備方法，采用爐外點火冶煉法，按常規(guī)步驟操作，配料重量組成以V2O5為1kg計，Al 0.51～0.758kg，SnO20.136～0.148kg，CrO30.23～0.275kg，CaF20.2～0.3kg，渣子0.25～0.35kg(釩鋁錫鉻合金冶煉產(chǎn)生的爐渣)；原料裝爐溫度為30～60℃(最好為35～45℃)，反應平穩(wěn)，合金形成好；原料裝爐溫度為30～60℃原料烘干溫度一般為70～80℃，烘干時間不少于24小時。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的有益效果1.便于鈦合金的制備。本發(fā)明釩基中間合金熔點比各金屬單質中最高的熔點低(如AlVSnCr合金熔點1591℃，而V熔點1890℃)；采用本發(fā)明釩基系列中間合金制備鈦合金，可以以合金包的形式加入海綿鈦中，用真空自耗電弧爐熔煉鈦合金電流易控制，電損耗小，成本低，方便了鈦合金的制備。
2.成本低。以金屬單質為原料生產(chǎn)的中間合金，生產(chǎn)過程復雜，生產(chǎn)成本高；本發(fā)明加工過程簡單易行，不需特殊設備本發(fā)明以金屬氧化物為原料，生產(chǎn)成本低、易操作，冶煉過程反應平穩(wěn)，合金形成好。
3.合金化均勻。本發(fā)明生產(chǎn)的中間合金，因其合金化均勻，以合金包的形式加入海綿鈦中，使鈦合金鑄錠不容易發(fā)生元素偏稀現(xiàn)象。
4.抗氧化性能好，易于存儲和運輸。由于金屬單質在空氣中易氧化，因而以金屬單質直接加入海綿鈦中，會使鈦合金鑄錠中容易產(chǎn)生氧化物夾雜等冶金缺陷；而本發(fā)明中間合金抗氧化性能好，在空氣中不易氧化，塑料編織袋和內襯塑料袋包裝即可，易于存儲和運輸。
5.易破碎。本發(fā)明是以釩為基體的金屬型化合物，具有脆性好、易破碎的特點，縮短了鈦合金的生產(chǎn)過程，降低了生產(chǎn)成本。
具體實施例方式
本發(fā)明是在鋁釩合金的基礎上，適當?shù)募尤胫饕煞軸n、Cr元素，通過現(xiàn)有的設備，冶金工藝就可以獲得新型中間合金，下面通過實施例詳述本發(fā)明。
實施例1.
采用爐外點火冶煉法按常規(guī)步驟進行，原料經(jīng)烘干、砌爐，按所述重量百分比配料，均勻混料、裝爐、冶煉、冷卻、啟爐、稱重、精整、破碎、磁選、取樣分析、包裝。
具體制備過程如下1.原料烘干將原料、砌爐渣、配料渣在溫度75℃(可以為75±5℃)的烘干室中烘干時間不少于24小時(可以為24～72小時)；2.稱取原料用配料渣(釩鋁錫鉻合金冶煉產(chǎn)生的爐渣)降低熱量，渣子加入量為原料總重量的10～15％，V2O5CrO3SnO2Al CaF2配料渣1kg 0.24kg 0.136kg0.758kg 0.28kg 0.30kg3.混料將料裝入V型混料器中，混均勻，次數(shù)6次；4.冷卻將混合好的原料冷卻至38℃(可以為35～45℃)；5.裝爐將冷卻好的原料裝入冶煉爐(石墨內襯爐)中；6.點火用點燃的鎂屑放入冶煉爐內，點火開始反應；7.記錄記錄反應時間為12秒；冶煉過程反應激烈，火光挺高；8.冷卻空氣中冷卻24小時(最好為48小時以上)，最好為爐內冷卻；9.啟爐從冶煉爐中取出合金錠；10.精整用砂輪機磨去渣層和氧化膜；11.破碎、磁選用顎式破碎機破碎至φ6mm粒度(一般0.25～6.0mm為)，然后磁選、人工挑選，除去鐵等雜質；12.取樣化驗分析產(chǎn)品經(jīng)化驗分析結果為v 60.95％，Al 14.7％，Cr 12.24％，Sn 12.07％，O 0.13％；13、包裝產(chǎn)品經(jīng)化驗合格后，包裝好裝入包裝桶內。
合金應用性能上述合金加入鈦中可以增加α和β、α+β相所具有的性能；與現(xiàn)有鈦合金冶煉通常采用的釩鋁錫鉻合金相比，雜質O含量低，本發(fā)明合金更符合合金中各元素要求的重量百分比，合金化更均勻。
實施例2～5.按實施例1方法操作，與實施例1不同之處見表1。
表1.釩鋁錫鉻合金反應體系
權利要求
1.一種釩鋁錫鉻中間合金，其特征在于按重量百分比計合金組成為，Al 5.5～13.5％，Sn 11～14％，Cr 11～14％，V為余量。
2.按照權利要求1所述釩鋁錫鉻中間合金，其特征在于按重量百分比計合金組成為，Al 5.5％，Sn 13.5％，Cr 13.5％，殘余元素中O＜0.2％，V為余量。
3.一種權利要求1所述釩鋁錫鉻中間合金的制備方法，其特征在于采用爐外點火冶煉法，按常規(guī)步驟操作，配料重量組成以V2O5為1kg計，Al 0.51～0.758kg，SnO20.136～0.148kg，CrO30.23～0.275kg，CaF20.2～0.3kg，釩鋁錫鉻合金冶煉產(chǎn)生的爐渣0.25～0.35kg；原料裝爐溫度為30～60℃。
4.按照權利要求3所述釩鋁錫鉻中間合金的制備方法，其特征在于所述原料裝爐溫度為35～45℃。
5.按照權利要求3所述釩鋁錫鉻中間合金的制備方法，其特征在于原料烘干溫度為70～80℃，烘干時間不少于24小時。
6.按照權利要求5所述釩鋁錫鉻中間合金的制備方法，其特征在于烘干時間不少于48小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及鈦合金的制備，具體地說是一種用于鈦合金制備的釩鋁錫鉻中間合金及其制備方法，按重量百分比計合金組成為Al 5.5～13.5％，Sn 11～14％，Cr 11～14％，V為余量；制備過程為采用爐外點火冶煉法，按常規(guī)步驟操作，配料重量組成以V
文檔編號C22C27/00GK1629334SQ200310119070
公開日2005年6月22日 申請日期2003年12月15日 優(yōu)先權日2003年12月15日
發(fā)明者張忠士, 郭淑君, 田福禮 申請人:張忠士