[发明专利]一种钒铝合金的真空熔炼生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术，尤其涉及一种钒铝合金的真空熔炼生产方法。

背景技术

钛合金是一种广泛应用于航空航天领域的高级合金材料。钛合金生产所用的钒是以钒铝合金的形式加入的。钒铝合金主要作为制作钛合金、高温合金的中间合金及某些特殊合金的元素添加剂。钒铝合金是制造应用于航空、航天工业的钛合金的原料，对其纯度要求非常严格，除要求钒铝合金成分均匀外，其中有害的微量元素、氧化物、氮化物的含量尽可能低。目前世界上生产钒铝合金的主要厂家有美国钒公司、德国电冶金公司(GFE)、美国雷丁合金公司、俄罗斯上萨尔达冶金联合公司。德国电冶金公司所生产的航空、航天用的钒铝合金其生产工艺为两步法，首先用铝热法生产含V为85％、含铝15％左右的中间合金，然后在真空感应炉熔炼出含钒和铝各50％的钒铝合金，作为生产航空用的钛合金Ti6A14V的原料。

目前钒铝合金的生产的回收方法步骤繁琐，生产成本高昂，且冶炼回收率较低均在60%左右，大大降低了钒铝合金的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种钒铝合金的真空熔炼生产方法，以实现步骤科学、合理，采用该方法冶炼回收率能达90%以上。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钒铝合金的真空熔炼生产方法，包括以下步骤：以五氧化二钒、氟化钙、氯酸钾为原料，采用铝粉作还原剂，将原料与还原剂混合后，置于密封的反应釜内在低真空状态下进行点火冶炼，得到合金锭，将合金锭精整、破碎得到钒铝合金。

进一步地，所述五氧化二钒为硫酸铵法沉淀多钒酸铵经分解熔化生成的五氧化二钒熔片。五氧化二钒品位越高，冶炼回收率越高。反之，杂质含量偏高或低价氧化物大量存在时，将导致产品杂质含量超标或还原反应不彻底，冶炼回收率降低。

进一步地，所述铝粉选用铝锭喷制，其表面不得有明显的发黑氧化。

进一步地，所述氯酸钾的加入量为五氧化二钒加入量的1-10%。

本发明钒铝合金的真空熔炼生产方法步骤科学、合理，与现有技术相比较具有以下优点：五氧化二钒品位高，冶炼回收率高，同时适当增加氟化钙加入量，调整炉渣成分，降低炉渣粘度，有利于合金液沉降，减少渣中夹带合金，能有效地提高冶炼回收率。此外，混合后的物料置于密封的反应釜内能有效抑制冶炼喷溅是提高回收率重要途径之一。采用钒铝合金的真空熔炼生产方法生产钒铝合金，致密、成分分布均匀、杂质含量低、无氧化膜、冶炼回收率可达90%以上。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明：

实施例1

本实施例公开了一种钒铝合金的真空熔炼生产方法，包括以下步骤：以五氧化二钒、氟化钙、氯酸钾为原料，采用铝粉作还原剂，将原料与还原剂混合后，置于密封的反应釜内在低真空状态下进行点火冶炼，得到合金锭，将合金锭精整、破碎得到钒铝合金。

其中氟化钙为造渣剂，以改变炉渣成分，降低其熔点和粘度，改善其流动性；氯酸钾为发热剂补偿反应热以保证反应向生成物方向进行。

所述五氧化二钒为硫酸铵法沉淀多钒酸铵经分解熔化生成的五氧化二钒熔片。五氧化二钒品位越高，冶炼回收率越高。反之，杂质含量偏高或低价氧化物大量存在时，将导致产品杂质含量超标或还原反应不彻底，冶炼回收率降低。

所述铝粉选用常规铝粉。所述氯酸钾的加入量为五氧化二钒加入量的1-10%。冶炼时配入适量碎合金作为惰性物冷却剂，既保证了反应热量充分又有效地抑制了冶炼过程中的喷溅，提高了钒的回收率。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同的是本实施例所述铝粉选用铝锭喷制的铝粉，其表面不得有明显的发黑氧化。铝是一种活泼金属，在潮湿的环境下易氧化。氧化的铝粒配入炉料在冶炼时反应速度明显减慢，影响还原效果，造成合金熔体温度低，炉渣流动性差，炉气不能完全释放，残留在合金中与合金反应生成氧化膜。这种氧化膜产生在合金锭内部，分布无规则，颜色呈褐色，铝粒氧化程度越重，合金锭内部产生氧化膜程度越重，越难于人工精整，直接影响冶炼回收率。所以本实施例铝粉采用铝锭喷制的铝粉，其表面不得有明显的发黑氧化，存放时应保持干燥。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。