钒铝合金真空精炼试验.pdf

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有色金属(冶炼部分)(htt:/ysyl, bgrimm.cn)
2014年第8期
doi:10.3969/j.issn.1007-7545.2014.08.013
钒铝合金真空精炼试验
陈海军2,周芳3,孙朝晖2,王永钢3,尹丹风2,李海丰12
(1.攀钢集团研究院有限公司,四川攀枝花617000;2.钒钛资源综合利用国家重点实验室,
四川攀枝花617000;3.攀钢集团钒业有限公司,四川攀枝花617000)
摘要:对钒铝合金的真空精炼进行硏究,并对合金的物相进行表征。结果表明,控制真空精炼吋间、真空
度和过热度等可使钒收率和产品质量得到较大提高,产品符合德国GfE公司宇航级标准要求。
关键词:钒铝合金;钒收率;真空精炼;过热度
中图分类号:TF133;TG146,21;TG146.4+13文献标志码:A文章编号:1007-7545(2014)08-
0048-03
Vacuum Refining Experiment of Vanadium Aluminum Alloy
CHEN Hai-jun*, ZHOU Fang, SUN Zhao-hui", WANG Yong-gang,
YIN Dan-feng2, LI Hai-feng,2
(1. Pangang Group Research Institute Co, Ltd, Panzhihua 617000, Sichuan, China;
2. State Key Laboratory of Vanadium and Titanium Resources Comprehensive Utilization, Panzhihua 617000, Sichuan, China
3. Pangang Group Vanadium Industry Co., I,td, Panzhihua 617000, Sichuan, China
Abstract: Vacuum refining of vanadium aluminum alloy was tested and its phase was characterized. The
results show that vanadium recovery and quality of alloy are greatly improved a lot by controlling vacuum
refining time, degree of vacuum and superheat. The prepared alloy can meet GFE standard of aerospace
grade products.
Key words: vanadium aluminum alloy vanadium recovery vacuum refining; degree of superheat
钛合金广泛应用于宇航领域山。钒铝合金是生特点是将含钒量高的一步法产品在真空感应炉内加
产用于制造飞机和火箭的Ti-6Al-4V的原料21。铝进行真空重熔精炼,是生产宇航级钒铝合金至关
钒铝合金加入钛合金中以后,能改善合金的耐热性重要的一步。本文对两步法制备宇航级钒铝合金的
能与冷加工性能。
真空精炼进行研究,得到了符合德国GfE公司要求
生产钒铝合金的方法主要是“铝热法”(一步法)的宇航级钒铝合金。
和“铝热法十真空精炼法”(炳步法])。一步法工艺
的生产成本低,操作简便,被国内多数企业普遍采
试验原料、设备及方法
用,但与两步法工艺相比,产品成分的均匀性稍差,
试验原料:AIV85、铝粉
杂质元素含量相对较高,通常只能用于民用合金添
设备:50kg(钢重)真空感应烛、20kg(钢重)浇
加剂?。军用及宇航级铁合金对钒铝中间合金的质铸锭模。
量要求非常高,要求其杂质含量要低、成分均匀性要
将第一步铝热得到的符合标准的含钒较高的初
好,因此,只能采用两步法生产。两步法工艺的主要
收稿日期:2014-02-26
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2012CB724202)
作者简介:陈海军(1979-),男,山东济宁人,硕士,高级工程师
2014年第8期
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级钒铝合金?与铝粉在真空感应炉内进行精炼,其行也最经济有效。试验过程中及治炼完毕至拆炉前
冶炼炉与浇铸模均采用刚玉渣进行捣打和烧结,以抽气装置一直运行,以避免空气进入引起合金氧化。
避免杂质的污染。通过精整、破碎、磁选、白光、黑2.4成分检测
光、X射线等工序和检测后得到宇航级合金产品
在30kg真空感应炉内进行真空精炼的最佳工
2试验结果及讨论
艺条件是:过热度30℃、治炼时间30min、真空度
40Pa。得到的钒铝合金试验样品分别在徳国GfE
对初级钒铝合金进行真空精炼有三个主要目公司和攀钢进行了成分分析,结果如表1所示。从
的:1)调整合金成分。2)除杂。将合金中的气体元表1可见,与GfE公司钒铝合金标准及其检测结果
素在抽真空环境下调低的同时将铝热步骤中合金夹相比,本文制备的钒铝合金试验样品的19个元素均
杂的刚玉渣等杂质进一步分离,得到杂质含量更低达标,且二者检测结果基本吻合
的合金饼。3)均匀化。通过感应精炼使合金液成分
表1合金成分
在搅拌过程中更加均匀。
Table 1 Components of alloy
2.1冶炼时间对合金组成的影响
元素CE标准GE检测馨钢检
熔融冶炼时间主要影响合金的组成,即合金中
50~54
51.55
钒铝成分的比例,由于加入的原料为初钒铝合金和
45~~49
48.10
48,96
金属铝,只有在一定时间内二者才能较好地融合在
Fe
0.110
0.135
起,形成AIV50合金。结果如图1所示。
Si
0.111
≤0.04
0.018
0.024
1.2
0.0032
1.
≤0.003
≤0.02
0.003
<0.005
≤0.03
0.002
0,0013
0,0053
熔融时/min
.015
0.005
0.0098
图1合金中铝钒比例与治炼时间的关系
Mg
0.008
Fig. I Relationship between ratio of aluminum
≤0.05
0.002
0.0019
and vanadium and smelting time
Pb
<0,003
从图1可看出,随着真空治炼时间的延长,合金
Zn
0.001
中的铝钒比例逐渐升高直至稳定,这是由于金属铝
逐渐溶人合金形成化合物,随着熔炼时间继续延长,
金属铝与初钒铝合金形成了新的化合物AIV50,铝
物相分析
钒比例不再变化,继续延长时间会造成过多的合金
钒铝合金作为钛合金的添加剂,一般需将钒铝
液滴跑出冶炼炉,引起收率降低,因此,熔融时间为合金破碎成0.25~6.3mm的粒度,才能使之与海
30min较合适
绵钛混合均匀,