[发明专利]一种利用低品位氧化铒制备铝铒中间合金的方法

说明书

本发明涉及一种利用低品位氧化铒制备铝铒中间合金的方法。本发明首先将氧化铒、铝锭和溶剂按照质量比(4～6)：(20～40)：(0.02～0.5)进行称量，然后将氧化铒和溶剂放入球磨机中进行球磨混匀，然后取出混合物料装入非真空中频感应炉中，将铝锭插入氧化铒和溶剂混合物料中发生铝热还原反应，撒入打渣剂进行扒渣，将铝热还原反应后的熔融物料进行立式浇铸，快速冷却得到铝铒中间合金锭，最后进行表面处理和检测包装得到本发明的铝铒中间合金。本发明的溶剂能够将氧化铒的纯度要求从99.9%降低到60～95%，能够显著降低原料氧化铒的单价成本，从而降低产品铝铒中间合金的价格，有利于最终制备低价的铝铒合金，推广铝铒合金在汽车、铁路和航空航天器领域的应用。

技术领域

本发明属于金属合金制备技术领域，尤其是涉及一种利用低品位氧化铒制备铝铒中间合金的方法。

背景技术

铝铒合金在铝合金中具有特殊的优异性能，铒加入高纯铝合金中,可以改善合金组织结构、提高合金热稳定性以及不同状态下的拉伸性能等，被应用于航空航天工业上作为结构材料。之前由于原材料的高成本，极大限制了铝铒合金的应用。近些年来，随着铒冶炼技术的发展，铒原料成本大幅下降，而在制备铝铒合金的技术发展日渐成熟，使铝铒合金的加工制备成本逐步下降。若铝铒合金价格下降就有可能被应用于汽车的结构部件当中。今后的城市地铁、高铁、超高音速飞机和无人机等领域也是其巨大的潜在市场。

铝铒合金最经典的生产方法是金属对掺法，即将制备的纯金属铒加入到熔融的高温液态铝金属中，让其慢慢充分熔化，通过搅拌形成均匀的铝铒中间合金。然而该方法生产成本高昂，不具有工业生产推广应用的实际意义。目前的生产方法是利用铝直接还原氧化铒制备铝铒合金。该方法的氧化铒成本比经典的金属对掺法纯金属铒成本降低90%以上，同时能够避免合金中铒的严重偏析，能够实现铝铒合金的工业化生产。

虽然氧化铒成本比纯金属铒成本降低，但是一般的铝热法制备铝铒中间合金要求纯度到达99～99.9%的氧化铒，目前国内市场上纯度99.9%的氧化铒价格为8000元/Kg，而纯度99.5%的氧化铒价格为7000元/Kg，纯度为60～70%的低品位氧化铒价格更低至2000元/Kg，但目前的生产方法中还无法直接利用纯度为60～70%的低品位氧化铒来制备铝铒金属合金。此外由于普遍采用高纯度的氧化铒来制备铝铒中间合金，没有比较好的溶剂辅助融化，因此需要很高的温度才能使各原料达到熔融状态，耗能较高，而且需要真空条件或者惰性气体保护，生产成本较高。

因此，开发一种利用低品位氧化铒制备铝铒中间合金的方法，采用纯度为60～70%的低价格氧化铒来制备铝铒中间合金，降低原料加热的能耗和采取非真空或惰性气体环境，有利于进一步降低铝铒中间合金的制备成本，扩大铝铒中间合金的应用范围，让铝铒合金这一优异材料更好地应用在更多领域中。

中国专利（CN201711027510.8）一种熔盐热还原法制备铝铒中间合金的方法，使用了还原法制得了产品性能优良的铝铒合金；中国专利（CN201110304875.7）一种熔盐电解制备不同金属间化合物的铝铒或铝锂铒合金的方法，使用电解法制备铝铒合金；但都使用了氯化物和氟化物，对环境会造成污染。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种利用低品位氧化铒制备铝铒中间合金的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用低品位氧化铒制备铝铒中间合金的方法，包括以下步骤：

（1）原料称量：将氧化铒、铝锭和溶剂按照质量比(4～6)：(20～40)：(0.02～0.5)进行称量；

（2）混料：将二氧化硅、氧化镁、氧化铝、聚乙二醇2000、煤油混合制备溶剂，再将溶剂和氧化铒放入球磨机中进行球磨混匀，然后取出氧化铒和溶剂混合物料；