[发明专利]一种用于钛合金制备的铝钒锡铁铜合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛合金及其制备，具体地说是一种铝钒锡铁铜中间合金及其制备方法。 

背景技术

随着钛合金的不断发展，越来越需要中间合金直接加入钛里进行熔炼，避免了单纯的分别加入金属单质的繁琐性，且中间合金熔点比各金属单质中最高的熔点低；铝钒锡铁铜合金熔点为1149℃，而金属钒单质的熔点为1890℃，加金属钒配制钛合金容易造成质点性夹杂，不利于钛合金材料的制备及加工，而加铝钒锡铁铜合金配制钛合金则不会造成质点性夹杂，因为铝钒锡铁铜合金熔点与纯钛熔点接近；在熔炼钛合金过程中，加纯金属钒和锡配制的钛合金熔炼时电流不稳定，不容易控制，而加铝钒锡铁铜合金配制的钛合金熔炼时电流稳定，容易控制； 

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、适应于现代钛合金生产需求的铝钒锡铁铜合金及其制备（冶炼和两步熔炼）方法。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 

一种铝钒锡铁铜中间合金，按重量百分比计合金组成为：V36%~42%,Sn11%~15%,Fe4%~6%,Cu4%~6%,Al余量; 

较佳的合金组成为，V39%,Sn13%,Fe5%,Cu5%,Al余量。 

铝钒锡铁铜中间合金的制备方法1，采用炉外点火冶炼法，按常规步骤操作，原料50~90℃烘干，烘干时间24~48小时，取出原料配料，配料重量组成为以V₂O₅为1kg计，Sn0.1～0.3kg，Fe₂O₃0.05～0.1kg，Cu0.05~0.1kg，Al1.1～1.3kg，CaF₂0.2~0.4kg，KClO₃0.1～0.3kg，混料均匀后装炉，原料装炉温度20~70℃，反应激烈，出炉处理、取样分析、外观检测、包装入库。 

本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果： 

1.便于钛合金的制备。本发明钒基中间合金熔点比各金属单质中最高熔点低（铝钒锡铁铜熔点1149℃而单质钒熔点为1890℃），采用本发明钒基系列中间合金制备钛合金，可以以合金包的方式加入海绵钛，用真空自耗电弧炉熔炼钛合金电流易控制，电损耗小，成本低，方便了钛合金制备。 

2.成本低，以金属单质为原料生产的钛合金，生产过程复杂，生产成本高；本发明加工过程简单易行，不需特殊设备，本发明以氧化物为原料，生产成本低，易操作，冶炼过程反应激烈，合金形成好。 

3．合金化均匀。本发明生产的中间合金，因其合金化均匀，以合金包的形式加入海绵钛中，使钛合金铸锭不容易发生元素偏析现象。 

4.抗氧化性能好，易于存储和运输。由于金属单质在空气中易氧化，因而以金属单质直接加入海绵钛中，会使钛合金铸锭中容易产生氧化物夹杂等冶金缺陷；而本发明中间合金抗氧化性能好，在空气中不易氧化，塑料编织袋和内衬塑料袋包装即可，易于存储和运输。 

5.易破碎。本发明是以钒为基体的金属型化合物，具有脆性好、易破碎的特点，缩短了钛合金的生产过程，降低了生产成本。 

具体实施方式

本发明是在铝钒合金的基础上，适当的加入主要成分Sn、Fe、Cu元素，通过现有的设备，冶金工艺就可以获得新型中间合金，下面通过实施例详述本发明。 

实施例1. 

采用炉外点火冶炼法：按常规步骤进行，原料经烘干、砌炉，按所述重量百分比配料，均匀混料、装炉、冶炼、冷却、启炉、称重、精整、破碎、磁选、取样分析、包装。 

具体制备过程如下： 

1.原料烘干：将原料、砌炉渣、配料渣在温度70℃的烘干室中烘干时间36小时； 

2.称取原料： 

V₂O₅ Sn Fe₂O₃ Cu Al CaF₂KClO₃

1kg     0.2kg      0.075kg     0.075kg     1.2kg     0.3kg      0.2kg 

3.混料：将料装入圆型型混料器中，转数16转/分，混料时间7分钟，达到混料均匀的效果； 

4.冷却：将混合好的原料装炉温度为40°C。 

5.装炉：将冷却好的原料装入冶炼炉（石墨内衬炉）中； 

6.点火：用点燃的镁屑放入冶炼炉内，点火开始反应； 

7.记录：记录反应时间为16秒；冶炼过程反应激烈，火苗挺高；