[发明专利]一种钼铝中间合金及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛合金用中间合金及其生产方法，具体讲的是一种钼铝中间合金及其生产方法，其属于冶金领域。

背景技术

 钛合金的生产要使用大量的中间合金，以向合金中加入许多熔点相差较大的合金元素，如V、Al、Mo、Cr、Sn、Nb、Fe、Zr、Mn、Cu等。其中Mo的熔点为2617℃，而钛的熔点为1660℃，而MoAl（Mo：65%-85%）合金的熔点在1570℃-1730℃之间。如果直接加入Mo会导致一些合金元素的损失，从而进一步导致合金成分的偏差。中间合金的加入可以更好地控制这些元素在最终合金中的比例，改善合金化条件、提高合金成分均匀度、克服偏析、去除不溶夹杂物。因此采用中间合金加入到钛合金的熔炼中已变得越来越普遍。

        钼铝中间合金一般采用铝热还原方法（ATR）制备。即钼的氧化钼（一般为二氧化钼和三氧化钼）和铝进行反应生成钼铝合金及氧化铝。因二氧化钼和三氧化钼颗粒很细小，很容易造成反应剧烈、喷溅甚至爆炸，给工厂及员工的安全带来很大的隐患；且由于反应过于剧烈，很容易造成物料飞溅，使合金的收率降低。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的是要提供一种能够控制反应速度，安全且收率较高的钼铝中间合金的生产方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种钼铝中间合金，其包括各组分及其重量百分比为：Mo 60-90%、Fe≤0.1%、O≤0.1%、Si≤0.1%、C ≤0.05%、N≤0.03%、H≤0.01%，余量为Al。

如上所述的钼铝合金的生产方法，其原料为二氧化钼、三氧化钼和铝粒，采用ATR反应制备，其特征在于与铝粒反应的氧化钼经过氧化钼造粒处理，即：将经过氧化钼造粒后的氧化钼和铝的混合物放置于反应装置中，进行点火，得到钼铝合金和三氧化二铝渣。所述氧化钼造粒的工艺过程如下：

a.将二氧化钼、三氧化物及粘结剂混合均匀；

b. 将混合均匀好的物料加入压片机中；

c. 经过压片后的物料放置于干燥炉中干燥，所述的物料干燥温度为100℃-500℃，干燥时间为5-12小时；干燥后的物料中含水量0-1%。

d. 干燥后的物料经物料破碎装置破碎，粉碎物料粒度为0-15mm。

所述二氧化钼的纯度≥99.0%，粒度≤1mm；三氧化钼原料纯度≥99.5%，粒度≤1mm；所述铝粒铝的纯度≥99.5%，粒度0-5mm。

所述的粘结剂为C6H10O5溶液，熔液浓度为1%-3%，溶剂为不含杂质的纯水；所述的C6H10O5溶液的占氧化钼造粒物料总重的5%-10%。

所述压片机为单冲压片机。

所述的物料破碎装置为内置钢球的滚筒筛。

所述钼铝中间合金中：

当钼含量在60%-70%之间时，二氧化钼、三氧化钼及铝的比例为：1：0.6-1.9：1-2.5；

    当钼含量在70%-80%之间时，二氧化钼、三氧化钼及铝的比例为：1：0.6-0.65：0.8-1；

    当钼含量在80%-90%之间时，二氧化钼、三氧化钼及铝的比例为：1：0.4-0.6：0.5-0.8。

本发明采用铝热还原方法制备钼铝合金，

当钼含量在60%-70%之间时，二氧化钼、三氧化钼及铝的比例为：1:0.6-1.9:1-2.5。

当钼含量在70%-80%之间时，二氧化钼、三氧化钼及铝的比例为：1:0.6-0.65:0.8-1。

当钼含量在80%-90%之间时，二氧化钼、三氧化钼及铝的比例为：1:0.4-0.6:0.5-0.8。

为了进一步减少钼铝合金中杂质的含量，在此过程中，所述的二氧化钼纯度≥99.0%，所述的三氧化钼纯度≥99.5%，所述的金属铝的纯度≥99.5%。

本发明的优点在于：采用造粒技术对二氧化钼和三氧化钼的混合物进行造粒，将粒度从0-1mm提高到0-15mm，从而可以延长反应时间，控制反应速度，从而可以确保生产安全；并且避免了由于反应剧烈而造成的物料飞溅的现象，从而提高合金的收率。同时采用二氧化钼、三氧化钼和铝作为反应物料，通过调节二氧化钼和三氧化钼的比例来控制反应热量，不需要额外的使用冷却剂，从而进一步控制了杂质元素的引入，使钼铝合金中的杂质含量进一步降低。

具体实施方式

本发明通过铝热还原反应方法来制备钼铝合金，即钼的氧化物和铝经点燃后反应生成钼铝合金。主要包括以下步骤：

氧化钼造粒步骤如下：