一种钒铝合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113957274A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111121138.3(22)申请日2021.09.24(71)申请人攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司地址617000四川省攀枝花市东区桃源街90号(72)发明人陈海军尹丹凤高雷章师启华(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人严政陈静(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22B5/04(2006.01)C22C27/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种钒铝合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及冶金领域，公开了一种钒铝合金及其制备方法。所述方法包括：(1)将五氧化二钒和铝粒按照重量比为(1.03‑1.9):1进行混合，得到混合料；(2)将部分混合料铺于冶炼炉炉底，然后点火并引燃混合料，待混合料开始进行铝热反应后，采用连续加料的方式加入剩余的混合料，反应完成后进行静置，得到钒铝合金。本发明所述的制备方法与现有工艺相比，采用连续加料方式可以扩大生产规模，使合金锭较长时间保持熔融状态，提高钒的收率。并且未添加常规石灰等造渣冷却剂进行调节热量使得其成本更低，还可以减少杂质的引入，有利于进一步减少钒铝合金中杂质的含量，所得合金纯度更高。CN113957274ACN113957274A权利要求书1/1页1.一种钒铝合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将五氧化二钒和铝粒按照重量比为(1.03‑1.9):1进行混合，得到混合料；(2)将部分混合料铺于冶炼炉炉底，然后点火并引燃混合料，待混合料开始进行铝热反应后，采用连续加料的方式加入剩余的混合料，反应完成后进行静置，得到钒铝合金；其中，在步骤(1)中，所述五氧化二铝的纯度≥99.6重量％，所述铝粒的纯度≥99.7重量％。2.根据权利要求1所述的钒铝合金的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述部分混合料的重量为步骤(1)得到的混合料的5‑10重量％。3.根据权利要求1或2所述的钒铝合金的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述点火引燃的点火剂为过氧化钡和/或铝粉。4.根据权利要求1所述的钒铝合金的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述冶炼炉的炉体为石墨坩埚。5.根据权利要求4所述的钒铝合金的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述石墨坩埚内壁涂有电熔镁火泥。6.根据权利要求1所述的钒铝合金的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述连续加料的加料速度为10‑50kg/min。7.根据权利要求6所述的钒铝合金的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述连续加料的加料速度为15‑45kg/min。8.根据权利要求1所述的钒铝合金的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述静置的时间为72‑96h。9.根据权利要求1所述的钒铝合金的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述点火引燃的引燃剂为镁条。10.权利要求1‑9中任意一项所述的方法制备得到的钒铝合金，其特征在于，所述钒铝合金含有：55.9‑90.36重量％的V、≤0.10重量％的Fe，≤0.18重量％的Si以及余量的Al。2CN113957274A说明书1/5页一种钒铝合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及冶金领域，具体涉及一种钒铝合金及其制备方法。背景技术[0002]铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。铝热剂指铝和金属氧化物的混合物。将铝粉和一定量的高熔点金属氧化物(如氧化铁等)混合后，用镁条引燃，可以看到铝粉在较高的温度下剧烈反应，反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。生成物为氧化铝和该高熔点金属的单质。铝热反应十分激烈，所以点燃后难以熄灭，点燃之后很难控制反应过程。该反应是将炉料装入，并在点火后一刹那迅速产生高温(1700℃～3000℃)使得炉料处于熔融状态，进而进行合金提炼。这种冶炼方式的优点在于不需输入电热，能耗低，比电弧炉冶炼法生产成本低。[0003]钒铝合金是一种用于钛合金的基础原料，当前是继钒在钢中应用之后的第二大应用领域。Ti‑6Al‑4V和Ti‑8Al‑1Mo‑1V，这两种钛合金总共占钛合金市场的50％，主要用于生产喷气发动机、高速飞行器骨架和火箭发动机机壳。钛合金生产所用的钒是以钒铝合金形式加入。日本、美国、英国等国家还在进一步加大含钒钛合金在民用工业中的应用研究。[0004]目前，钒铝合金生产工艺中一般以五氧化二钒为原料，采用铝热法生产钒铝合金。由于五氧化二钒与金属铝反应放出大量的热量，热量大幅过剩、使反应呈现爆炸性，在绝热的情况下足以使体系的温度升高到3000℃以上。因此，炉料中通常要配入一定量的惰性物质(俗称消热剂)来控制反应速度和反应产物的