[发明专利]一种铝钼铬铁硅中间合金的制备方法

说明书

本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种铝钼铬铁硅中间合金的制备方法。该制备方法包括以下步骤：(1)将第一铝源和钼源混合，进行铝热反应，得到铝钼一级合金；(2)将所述铝钼一级合金与铬、铁、硅和第二铝源混合，进行真空熔炼，得到铝钼铬铁硅中间合金。本发明通过选用铝热加真空熔炼相结合的方法，通过控制中频真空感应炉熔炼，使铝、钼、铬、铁、硅元素在合金中均匀分布，降低O、N等气相杂质含量，在熔炼TC6钛合金时，有助于钛合金成分均匀化。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种铝钼铬铁硅中间合金的制备方法。

背景技术

钛及其合金具有优异的性能，比如强度高、耐腐蚀、耐高温以及良好的工艺性能等，因此，其在现代工业级科学技术领域内日益成为引人瞩目的材料，在宇航、航空、石油、化工、轻工、冶金、机械和能源等众多领域得到了广泛的应用。

铝、钼、铬、铁、硅都是钛合金的主要合金成分，通常以中间合金的形式加到钛合金中。本发明提供的铝钼铬铁硅中间合金主要应用的钛合金牌号为TC6。TC6钛合金是一种良好的马氏体型两相钛合金，主要用来制造航空发动机的压气机盘和叶片等零件，能在400℃以下长时间工作6000h以上和在450℃工作2000h以上，该合金还可作为中强合金用来制造飞机的隔框、接头等承力机构件及不同用途的紧固件。

目前，铝钼铬铁硅合金的制备方法通常采用炉外铝热法进行制备，例如CN1629328A公开了一种铝钼铬铁硅中间合金及其制备方法，原料为三氧化铬、三氧化钼、铁、硅、铝和氟化钙，进行铝热还原反应，从而制得铝钼铬铁硅合金。此方法具有设备简单，过程单一，操纵方便等优点，缺点是合金的均匀性较差，杂质特别是氧和氮等气相杂质无法进行控制，氮元素会增加钛合金的脆性，直接对钛合金的品质造成了影响。

因此，如何提供一种成分均匀性佳、杂质含量低的铝钼铬铁硅中间合金的制备方法是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝钼铬铁硅中间合金的制备方法，通过选用铝热加真空熔炼相结合的方法，在真空环境下熔炼，保证合金成分的均匀性和极低的杂质含量。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种铝钼铬铁硅中间合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将第一铝源和钼源混合，进行铝热反应，得到铝钼一级合金；

(2)将所述铝钼一级合金、铬、铁、硅和第二铝源混合，进行真空熔炼，得到铝钼铬铁硅中间合金。

采用上述技术方案的有益效果：本发明步骤(1)先将第一铝源和钼源混合，进行铝热反应，可以中和铝和钼单质的密度和熔点差，能让五元合金更均匀。

优选的，将第一铝源和钼源混合前，将所述第一铝源和钼源分别进行干燥；所述干燥温度为100～120℃，时间＞6h。

采用上述技术方案的有益效果：干燥是为了让物料中没有水，水会带入杂质，尤其是H元素，严重影响合金脆性，水也会让锭有气孔等缺陷。

优选的，所述钼源为三氧化钼、二氧化钼；所述第一铝源为铝粉，所述铝粉和三氧化钼、二氧化钼的质量比为(1.958～2.038)：(1.548～1.628)：(0.960～1.040)。

采用上述技术方案的有益效果：使用铝粉和三氧化钼、二氧化钼的原因是铝和三氧化钼反应热量过高，会喷溅，铝和二氧化钼反应热量低，反应不充分，因此选择两种钼源混合，反应适中；该配比下生产的铝钼一级合金熔点低，熔点和密度与其他金属单质更为接近，熔炼时可以减少烧损和偏析。

优选的，所述铝热反应的温度为1950～2250℃，时间为35～45s。

采用上述技术方案的有益效果：如果铝热反应温度过高，会发生喷溅；而温度过低，会导致反应不充分，渣铁不分。