[发明专利]利用铝热法制备中间合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用铝热法制备中间合金的方法，尤其是利用铝热法制备硼铝中间合金的方法，属于合金领域。

背景技术

中间合金将某些单质做成中间步骤的合金使其可以在相对低的温度将合金组分加入至最终合金中，解决烧损，高熔点合金不易熔入等问题，尤其对高温合金、钛合金、铝合金的合成具有重要的意义。铝热法是制备合金的重要方法之一，该方法以铝作还原剂，用铝还原某些金属氧化物，该还原反应产生的热量可为和合金化反应提供能量，最终得到分离好的合金与炉渣，而不需从外部补充热量。铝热法生产设备简单，占地面积小，生产规模可根据任务确定，产品品种较多，生产周期短等特点。在进行铁硼合金的制备时，往往由于铁硼的熔点高，大约为1400度，使得硼的理论含量与实际所得合金的含量相差较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用铝热法制备中间合金的方法，特别是利用铝热法制备硼铝中间合金的方法，该方法中各个组分的转化率高，提高生产效率，节约成本。

一种利用铝热法制备中间合金的方法，包括下述工艺步骤：

①将氟化钠、氟化氢铵、氧化钪按摩尔比为10:5～10:25～40混合均匀后于320～360℃烧结1～6h，后升温至700～750℃保温、熔融脱铵；

②向步骤①所得熔盐中加入氟硼酸钾，其中，氟硼酸钾的加入量按B原子与Sc原子的摩尔比为10～21：3～5确定；

③将金属Al置于熔炼炉中于650～750℃融化，待金属Al全部融化后升温至1200～1400℃，加入步骤②所得熔盐，反应10～60min后冷却，其中金属Al的加入量按Al原子与Sc原子的摩尔比为3～5：1确定。

本发明所述利用铝热法制备中间合金的方法优选所述步骤①为：将氟化钠、氟化氢铵、氧化钪按摩尔比为10:5～8:30～35混合均匀后于320～360℃烧结1～2h，后升温至700～750℃保温、熔融脱铵。

本发明所述利用铝热法制备中间合金的方法优选所述步骤②为：向步骤①所得熔盐中加入氟硼酸钾，其中，氟硼酸钾的加入量按B原子与Sc原子的摩尔比为11～15：3～5确定。

本发明所述利用铝热法制备中间合金的方法优选所述步骤③为：将金属Al置于熔炼炉中于650～750℃融化，待金属Al全部融化后升温至1350～1400℃，加入步骤②所得熔盐，反应10～60min后冷却，其中金属Al的加入量按Al原子与Sc原子的摩尔比为3.5～5：1确定。

本发明所述利用铝热法制备中间合金的方法优选所述方法还包括将步骤③反应后所得熔盐进行氟化回收的步骤。

本发明一个优选的技术方案为：

①将氟化钠、氟化氢铵、氧化钪按摩尔比为10:5～8:30～35混合均匀后于320～360℃烧结1～2h，后升温至700～750℃保温、熔融脱铵。

②向步骤①所得熔盐中加入氟硼酸钾，其中，氟硼酸钾的加入量按B原子与Sc原子的摩尔比为11～15：3～5确定。

③将金属Al置于熔炼炉中于650～750℃融化，待金属Al全部融化后升温至1350～1400℃，加入步骤②所得熔盐，反应10～60min后冷却，其中金属Al的加入量按Al原子与Sc原子的摩尔比为3.5～5：1确定。

本发明的有益效果是：本发明提供利用铝热法制备硼铝中间合金的方法，该方法包括两个氟化步骤，各个组分的转化率高，提高生产效率，节约成本。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1

①将氟化钠、氟化氢铵、氧化钪按摩尔比为10:8:35混合均匀后于360℃烧结1h，后升温至700℃保温、熔融脱铵。

②向步骤①所得熔盐中加入氟硼酸钾，其中，氟硼酸钾的加入量按B原子与Sc原子的摩尔比为11：5确定。

③将金属Al置于熔炼炉中于750℃融化，待金属Al全部融化后升温至1350℃，加入步骤②所得熔盐，反应20min后冷却，其中金属Al的加入量按Al原子与Sc原子的摩尔比为3.5：1确定。

实施例2

①将氟化钠、氟化氢铵、氧化钪按摩尔比为10:6:32混合均匀后于360℃烧结1～2h，后升温至750℃保温、熔融脱铵。

②向步骤①所得熔盐中加入氟硼酸钾，其中，氟硼酸钾的加入量按B原子与Sc原子的摩尔比为15：4确定。

③将金属Al置于熔炼炉中于750℃融化，待金属Al全部融化后升温至1400℃，加入步骤②所得熔盐，反应10min后冷却，其中金属Al的加入量按Al原子与Sc原子的摩尔比为4：1确定。