一种AlV55中间合金的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种A1V55中间合金的制备方法，属于合金制备技术领域。
【背景技术】
[0002] 铁合金W质量轻、比强度高、耐腐蚀性能好等优点被广泛的应用于军事工业、航空 航天工业和民用工业。A1V55中间合金是生产铁合金的重要原料之一。目前，A1V55中间合 金的生产主要采用传统的金属侣热还原烙炼法，即炉外法，运种方法主要通过控制合适的 配料比，W外部点火方式引发过量侣和五氧化二饥进行侣热还原反应制备出A1V55中间合 金。运种方法生产的A1V55中间合金存在杂质含量高，尤其是氧、碳含量高，致密性差，均匀 性差，合金夹渣W及V元素含量等不好控制的缺陷。为了满足航空航天等高品质铁合金对 A1V55中间合金更高品质的技术要求，本领域一些企业增加了二步真空中频炉烙炼工艺，首 先控制合适的配料比采用传统的金属侣热还原烙炼法制备出饥含量更高的侣饥中间合金， 然后在二步真空中频炉烙炼过程中增加侣豆使用量，制备出A1V55中间合金。由于侣饥中 间合金随着饥含量的增加，硬度和初性加大，烙点不断升高，导致破碎困难、烙化困难，不仅 耗能大，而且二步烙炼效果不理想，很难达到高品质铁合金产品生产技术要求。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种A1V55中间合金的制 备方法；所述方法能够有效降低杂质含量，降低能耗，提高合金均匀性和致密度，提高所述 A1V55中间合金品质达到生产高品质铁合金产品的技术要求。
[0004] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的。 阳0化]一种A1V55中间合金的制备方法，所述方法步骤如下：
[0006] (1)将干燥的五氧化二饥、侣粉和氣化巧混合均匀后得到混合原料，放入冶炼炉中 并捣实/压实，点燃引发侣热还原反应进行烙炼，烙炼完成后，自然冷却，得到烙炼产物；将 烙炼产物去除表面渣层和氧化层，得到合金锭，将合金锭破碎得到合金锭的破碎料；
[0007] 五氧化二饥、侣粉和氣化巧的质量比为1:0. 9~1:0. 05~0. 1。
[0008] 优选五氧化二饥的纯度>99. 5%，铁、娃含量均《0. 04%，粒度>60目；侣粉纯度 >99. 7%，粒度《3mm;氣化巧纯度>99. 0%。
[0009] 优选将五氧化二饥和辅料氣化巧放在不诱钢盘里进行烘干，烘干溫度为100°C~ 200°C，烘干时间为12h~24h。
[0010] 优选将侣粉放在不诱钢盘里进行烘干，烘干溫度为80°C~90°C，烘干时间为 1化~2地。
[0011] 优选将五氧化二饥、侣粉和氣化巧通过V型混料机混合IOmin~30min，得到混合 原料。
[0012] 优选将混合原料装入冶炼炉的石墨内衬炉中并用不诱钢棒捣实。
[0013] 优选用点燃的儀屑放入冶炼炉中点燃引发侣热还原反应进行烙炼。
[0014] 烙炼完成后，冶炼炉在空气中自然冷却> 4她。
[0015] 优选用不诱钢斧头砍掉烙炼产物上面的浮渣层，用不诱钢砂轮机进一步去表面渣 层和氧化膜，得到合金锭。
[0016] 优选把合金锭用破碎机破碎至粒度为8mm~13mm，得到合金锭的破碎料。
[0017] (2)将合金锭的破碎料和侣豆在-0. 096MPa~-0.IMPa真空下，加热至物料烙化表 面出现红点时，用捣料棒捣料；当观察到物料完全烙化成液态，并且液体表面平静无气泡逸 出时进行诱注；诱注要保持物料为烙化状态且连续不断进入具有冷却系统的模具内，W避 免空气进入，诱注完成后，继续冷却> 化，得到本发明所述的A1V55中间合金。
[0018]优选侣豆纯度> 99. 85 %，铁含量《0. 12%，粒度与合金锭破碎料粒度相同。
[0019] 优选将合金锭的破碎料和侣豆加入到真空中频感应炉的烧结相蜗中进行步骤 (2)，具体为；将合金锭破碎料和侣豆按照第一部分合金锭破碎料、侣豆、第二部分合金锭 破碎料顺序加入，第一部分合金锭破碎料、侣豆和第二部分合金锭破碎料的重量比为20~ 30:1:50;关闭真空中频感应炉炉盖，开启真空中频感应炉的真空累及循环水冷却系统，当 真空表显示达到-0. 〇96MPa~-0.IMPa时，开启电磁加热系统加热，通过炉盖上的目视镜观 察相蜗内物料烙化情况；当观察到相蜗内物料烙化表面出现红点时，用捣料棒捣料；当观 察到物料完全烙化成液态，并且液体表面平静无气泡逸出时进行诱注；诱注要保持物料为 烙化状态且连续不断进入具有冷却系统的模具内，W避免空气进入，诱注完成后，关闭中频 电源，保持冷却水循环，冷却> 化出炉，得到本发明所述的A1V55中间合金。
[0020] 更优选电磁加热系统加热具体为：首先调节功率至30KW，5min后调节功率至 50KW，再过5min调节功率至80KW，再过5min调节功率至130KW。
[0021] 优选具有冷却系统的模具为带有循环水冷却系统的铜锭模。 阳0巧有益效果
[0023] 本发明提供了一种A1V55中间合金的制备方法，所述方法利用金属侣热还原烙炼 法将侣作为还原剂，通过化学反应3V205+10A1 = 6V巧Al2〇3生产出的一步烙炼法A1V55中间 合金粗品，控制含饥量在56%~59% ;二步精炼时加入适量侣豆，主要起助烙剂作用，在精 炼过程中基本损耗完全；二步精炼法制得的A1V55中间合金含饥量维持在56%~59%，合 金碳、氧含量明显降低，致密性、均匀性明显增强。
【具体实施方式】
[0024] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过优选的具体实 施例对本发明作进一步详细的说明。 阳0巧]W下实施例中： 阳0%] 五氧化二饥的纯度> 99. 5%，铁、娃含量均《0. 04%，粒度全部通过60目标准筛； 侣粉纯度> 99. 7%，粒度《3mm;氣化巧纯度> 99. 0% ;
[0027] 侣豆纯度> 99. 85%，铁含量《0. 12% ;
[0028] 真空中频感应炉型号为ZGkO. 2,购自锦州中真电炉有限公司。 阳〇29] 实施例1
[0030] (1)将五氧化二饥和氣化巧分别放入不诱钢盘里进行烘干，烘干溫度为100°C，烘 干时间为12h，将侣粉放入不诱钢盘里进行烘干，烘干溫度为80°C，烘干时间为12h;将干燥 的150Kg五氧化二饥、135Kg侣粉和15Kg氣化巧通过V型混料机混合IOmin后，得到混合原 料，装入冶炼炉的石墨内衬炉中并用不诱钢棒捣实，用点燃的儀屑放入冶炼炉中点燃引发 侣热还原反应进行烙炼；烙炼完成后，冶炼炉在空气中自然冷却4她，从冶炼炉中取出烙炼 产物；用不诱钢斧头砍掉烙炼产物上面的浮渣层，用不诱钢砂轮机进一步去除表面渣层和 氧化膜，得到合金锭；将合金锭用破碎机破碎至粒度为8mm~13mm，得到合金锭的破碎料； [0031] (2)将合金锭破碎料和侣豆按照20Kg第一部分合金锭破碎料、IKg粒度为8mm~ 13mm的侣豆、50Kg第二部分合金锭破碎料顺序加入真空中频感应炉的烧结相蜗中；关闭 真空中频感应炉炉盖，开启真空中频感应炉的真空累及循环水冷却系统，当真空表显示达 到-0. 096MPa~-0.IMPa时，开启电磁加热系统加热，首先调节功率在30KW，5min后调节功 率至50KW，再过5min调节功率至80KW，再过5min调节功率至130KW，通过炉盖上的目视镜 观察相蜗内物料烙化情况；当观察到相蜗内物料烙化表面出现红点时，用捣料棒捣料；当 观察到物料完全烙化成液态，并且液体表面平静无气泡逸出时进行诱注；诱注要保持物料 为烙化液体且在Imin内呈不断线状态连续进入带有循环水冷却系统的铜锭模中，诱注完 成后，关闭中频电源，保持冷却水循环，冷却化出炉，得到所述的A1V55中间合金。 阳0巧 对比例1
[0033] 将五氧化二饥和氣化巧分别放入不诱钢盘里进行烘干，烘干溫度为100°C，烘干时 间为12h，将侣粉放入不诱钢盘里进行烘干，烘干溫度为80°C，烘干时间为12h;将干燥的 150Kg五氧化二饥、135Kg侣粉和15Kg氣化巧通过V型混料机混合IOmin后，得到混合原 料，装入冶炼炉的石墨内衬炉中并用不诱钢棒捣实，用点燃的儀屑放入冶炼炉中点燃引发 侣热还原反应进行烙炼；烙炼完成后，冶炼炉在空气中自然冷却4她，从冶炼炉中取出烙炼 产物；用不诱钢斧头砍掉烙炼产物上面的浮渣层，用不诱钢砂轮机进一步去除表面渣层和 氧化膜，得到合金锭，为A1V55中间合金。
[0034] 对实施例1制得A1V55中间合金和对比例1制得的A1V55中间合金进行物理、化 学指标分析，化学指标分析采用YS/T579-2014标准要求进行；结果如表1、2所示，可知本发 明所提供的A1V55中间合金的制备方法制得的A1V55中间合金与对比例1采用的现有技术 一步烙炼法制得的A1V55中间合金相比，其合金碳、氧含量明显降低，致密性、均匀性明显 增强。
[0035] 表1物理指标分析结果
[0038] 表2化学指标分析结果（％为质量百分数）
W40] 实施例2
[0041] (I)将五氧化二饥和氣化巧分别放入不诱钢盘里进行烘干，烘干溫度为150°C，烘 干时间为15h，将侣粉放入不诱钢盘里进行烘干，烘干溫度为85°C，烘干时间为15h;将干燥 的150Kg五氧化二饥、150Kg侣粉和7. 5Kg氣化巧通过V型混料机混合20min后，得到混合原 料，装入冶炼炉的石墨内衬炉中并用不诱钢棒捣实，用点燃的儀屑放入冶炼炉中点燃引发 侣热还原反应进行烙炼；烙炼完成后，冶炼炉在空气中自然冷却4她，从冶炼炉中取出烙炼 产物；用不诱钢斧头砍掉烙炼产物上面的浮渣层，用不诱钢砂轮机进一步去除表面渣层和 氧化膜，得到合金锭；将合金锭用破碎机破碎至粒度为8mm~13mm，得到合金锭的破碎料； 阳0创 似将合金锭破碎料和侣豆按照30Kg第一部分合金锭破碎料、IKg粒度为8mm~ 13mm的侣豆、50Kg第二部分合金锭破碎料顺序加入真空中频感应炉的烧结相蜗中；关闭 真空中频感应炉炉盖，开启真空中频感应炉的真空累及循环水冷却系统，当真空表显示达 到-0. 096MPa~-0.IMPa时，开启电磁加热系统加热，首先调节功率在30KW，5min后调节功 率至50KW，再过5min调节功率至80KW，再过5min调节功率至130KW，通过炉盖上的目视镜 观察相蜗内物料烙化情况；当观察到相蜗内物料烙化表面出现红点时，用捣料棒捣料；当 观察到物料完全烙化成液态，并且液体表面平静无气泡逸出时进行诱注；诱注要保持物料 为烙化液体且在Imin内呈不断线状态连续进入带有循环水冷却系统的铜锭模中，诱注完 成后，关闭中频电源，保持冷却水循环，冷却化出炉，得到所述的A1V55中间合金。 W43] 对比例2