[发明专利]钇铁合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种钇铁合金的制备方法，包括：在电解钇铁中间合金的设备中，在氟化钇和氟化锂的氟化物熔盐电解质体系下，以氧化钇为电解原料，通入直流电电解得到钇铁中间合金；将钇铁中间合金和铁作为的原料，采用熔兑法制备钇铁合金；钇铁合金中，钇的含量为5.03～94.9wt％，余量是铁以及总量小于0.5wt％的不可避免的杂质，其中氧≤0.01wt％，碳≤0.01wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.005wt％。本发明制备的钇铁合金成分均匀、偏析小、杂质含量低，应用到稀土钢中稀土收率高、效果显著，适合于大规模工业生产。

本专利申请是，申请号：201611169545.0，名称：钇铁合金及其制备方法，申请日：2016年12月16日，的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种稀土铁合金的制备方法，具体说，涉及一种钇铁合金的制备方法。

背景技术

目前，钢铁是第一大金属结构材料，被广泛应用于建筑、能源、运输、航空航天等领域。稀土在钢中的应用及其研究也得到了迅猛发展，稀土加入钢水中可起脱硫、脱氧、改变夹杂物形态等作用，可提高钢材的塑性、冲压性能、耐磨性能以及焊接性能。各种稀土钢如汽车用稀土钢板、模具钢、钢轨等得到了十分广泛应用。

在稀土钢生产过程中稀土的加入方法一直是科研工作这研究的重点，现有加入方法包括喂丝法、包芯线、稀土铁中间合金等多种形式，目前效果比较明显的是稀土铁中间合金加入法。制备稀土铁中间合金工艺技术主要有以下几类：

(1)混溶法。

混溶法也称作对掺法，主要利用电弧炉或中频感应炉，将稀土金属和铁混溶制得合金。该方法为目前普遍采用的方法，其工艺技术简单，能够制得多元中间合金或应用合金，但是也存在不足：1)稀土金属在铁液中容易局部浓度过高，产生偏析；2)该方法采用的原料为稀土金属，尤其对中重稀土金属而言，制备工艺复杂，成本较高；3)熔炼温度较高，由于以稀土金属和纯铁为原料，熔炼温度要求高。

(2)熔盐电解法。

熔盐电解法制备稀土铁中间合金主要是采用铁自耗阴极法。如中国专利CN1827860公开了一种熔盐电解生产镝铁合金工艺及设备，提出在高温条件下，熔解在氟化物溶体中的氧化镝发生电离，在直流电场作用下，镝离子在铁阴极表面析出，还原成金属镝，镝与铁合金化形成镝铁合金。这种方法生产成本低、工艺简单，但是也存在以下缺陷：合金中稀土、铁配分波动大，难控制，配分误差高达3％-5％，影响产品一致性。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种钇铁合金的制备方法，制备的钇铁合金成分均匀、偏析小、杂质含量低，制备方法无污染，应用到稀土钢中稀土收率高、效果显著，适合于大规模工业生产。

技术方案如下：

钇铁合金的制备方法，包括：

在电解钇铁中间合金的设备中，在氟化钇和氟化锂的氟化物熔盐电解质体系下，以氧化钇为电解原料，通入直流电电解得到钇铁中间合金；

将钇铁中间合金和铁作为的原料，采用熔兑法制备钇铁合金；钇铁合金中，钇的含量为5.03～94.9wt％，余量是铁以及总量小于0.5wt％的不可避免的杂质，其中氧≤0.01wt％，碳≤0.01wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.005wt％。

进一步：电解钇铁中间合金的设备以石墨做电解槽，石墨板作为阳极，铁棒作为自耗阴极，阴极下方有盛装合金的接收器；钇铁中间合金熔兑钇铁合金的设备为中频感应炉，熔兑过程在真空条件下进行，坩埚采用稀土氧化物坩埚或者氮化硼坩埚。

进一步：接收器材质选用铁、稀土氧化物或者氮化硼。

进一步：在真空熔兑过程中还包括金属钇或铁。

进一步：钇的含量为14.97wt％。

进一步：钇的含量为19.98wt％。