專利名稱：真空級鋁鉬硅合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于合金，尤其是關(guān)于作為冶煉用的中間合金的真空級鋁鉬硅合金。
背景技術(shù)：
合金材料隨冶煉技術(shù)的發(fā)展和市場的需求而日新月異。在合金材料的冶煉過程中，常使用中間合金使熔煉過程穩(wěn)定，容易控制操作。2005年6月22日公開號為CN1629331A名稱為“一種鋁鉬硅中間合金及其制備方法”的發(fā)明專利申請，公開了一種按重量百分比計的組成為Mo38～48％，Si3.5～4.5％，Al為余量的鋁鉬硅中間合金，采用鎂屑爐外點火冶煉法，將配料重量組成以Al為1kg計，工業(yè)Si為0.034～0.044kg、MoO3為0.781～0.935kg、CaF2為0.36～0.42kg、KClO3為0.149～0.174kg的原料在30～60℃溫度下裝爐，經(jīng)點火、冶煉后，冷卻出爐的制備方法。該鋁鉬硅中間合金比現(xiàn)有的鋁鈦稀土化合物型中間合金(專利申請?zhí)?4112628.5)相比，其抗氧化性能較好，而且適應面廣，可滿足現(xiàn)代鈦合金生產(chǎn)多樣化的要求。但該鋁鉬硅中間合金的鉬含量還偏低，更主要的其成份偏析嚴重、合金中夾渣(見圖1)，并且它是一種鋁基合金，其一步法的冶煉過程短，僅二十秒左右，其中氣體雜質(zhì)不易逸出，特別是氫氣、氮氣和氧氣含量較高，合金的晶格粗、不致密，不適宜于制備高等級的鈦合金。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種真空級鋁鉬硅合金及其制備方法，解決非真空級鋁鉬硅合金成份偏析嚴重、合金夾渣、不致密、氣體雜質(zhì)含量高的技術(shù)問題，其次為解決鉬含量偏低的技術(shù)問題。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案為
一種真空級鋁鉬硅合金，其特征在于該合金無偏析、夾渣、結(jié)構(gòu)致密，其組成以重量百分比計為Mo為40～63％、Si為4.0～5.0％、O≤0.015％、H≤0.002％、N≤0.006％、C≤0.06％、Fe≤0.10％、Al為余量。
一種上述真空級鋁鉬硅合金的制備方法，其特征在于為爐外鋁熱冶煉和繼后的真空熔煉的二步法；爐外鋁熱冶煉時原料裝爐溫度為室溫，配料重量組成以Al為1kg計，MoO3為0.75～1.28kg、Si為0.048～0.08kg、CaF2為0.4～0.82kg、KClO3為0～0.2kg；真空熔煉的熔煉溫度為1450～1600℃，真空度≤0.67Pa，爐料全部熔化后在1500℃以上的高溫短時沸騰精煉6～15分鐘，并在真空條件下進行合金的澆鑄。
進一步真空熔煉時，待爐內(nèi)爐料熔化1/4～2/5時，充入氬氣，使爐內(nèi)壓力保持在50～80Pa內(nèi)，防止爐內(nèi)溶液過于沸騰。
再進一步合金澆鑄的溫度為1480℃～1550℃，澆注速度V≤2.5/D公分/分鐘。
更進一步澆鑄后的合金應在真空狀態(tài)下保溫3小時以上方可破真空出爐。
本發(fā)明的有益效果是1.合金成分均勻，且鉬含量高于現(xiàn)有技術(shù)冶煉的鋁鉬硅合金，能開發(fā)出新的鈦合金或其它合金，擴大了該中間合金的用途。
2.由于采用二步法，與現(xiàn)有的一步法(即爐外法冶煉)相比，所獲得的中間合金成份更均勻、穩(wěn)定，合金致密，無氧化膜和夾渣(參見圖2所示)，尤其是氣體雜質(zhì)的含量特別低，這對于易含氫氣等氣體雜質(zhì)的鋁基合金來說有重大意義，因此十分有利于制備高等級的鈦合金。


圖1是由爐外加熱法冶煉的鋁鉬硅合金金相照片(放大180倍)。
圖2是本發(fā)明真空級鋁鉬硅合金的金相照片(放大180倍)。
具體實施例方式本發(fā)明是一種合金成份均勻、鉬含量高和氣體雜質(zhì)低的以鋁為基礎(chǔ)的真空級鋁鉬硅中間合金，其組成以重量百分比計為Mo為40～60％、Si為4.0～5.0％、C≤0.06％、O≤0.015％、H≤0.002％、N≤0.006％、Fe≤0.10％、Al為余量。該鋁鉬硅中間合金為由爐外法冶煉和真空熔煉二步法制備；該爐外法冶煉階段與現(xiàn)有鋁鉬硅合金的制備方法基本相同，需要先將原料烘干、在室溫下裝爐、并用點火劑爐外點火，而有差異之處則在于原料烘干溫度為80～90℃，烘干時間應不少于36小時，主要使用鋁粉屑為點火劑，也可以使用鎂粉屑為點火劑。本發(fā)明裝爐時的配料組成與現(xiàn)有技術(shù)有明顯的區(qū)別，而且它還需經(jīng)真空冶煉，具體配料視中間合金中要求鉬含量的多少，以Al為1kg計，其它原料在下述的范圍作適當?shù)恼{(diào)整MoO3為0.75～1.28kg、Si為0.048～0.08kg、CaF2為0.4～0.8kg、KClO3為0～0.2kg；本發(fā)明在第一步爐外加熱法冶煉獲得初步產(chǎn)品后，再將其置入真空感應爐內(nèi)進行第二步的真空熔煉，熔煉溫度為1450～1600℃，真空度≤0.67Pa，其中，當爐料熔化1/4至2/5時，可充入氬氣，使爐內(nèi)壓力保持在50～80Pa內(nèi)，以防止爐內(nèi)溶液過于沸騰。直至爐料全部熔化完后，使熔化爐內(nèi)進入短時間的高溫沸騰精煉，該精煉的時間為6～15分鐘，溫度應≥1500℃，直至合金液面平靜，無氣泡逸出，然后在合金溶液溫度為1480℃～1550℃時，以V≤2.5/D(公分/分鐘)的速度在高真空下帶電澆鑄，公式中D為鑄錠的直徑(cm)。
澆鑄完后鑄錠應在真空狀態(tài)下保溫3小時或3小時以上，方可破真空出爐，以防止合金氧化。
以下就幾個制備配料和成品組成的實施例對本發(fā)明作進一步說明
實施例1.
配料重量組成以Al為1kg計，MoO3為0.75kg、Si為0.052kg、CaF2為0.42kg、KClO3為0.18kg；成品組成重量百分比Mo為40.0％、Si為4.31％、C為0.05％、Fe為0.05％、H為0.0012％、N為0.004％、O為0.011％、Al為余量。
實施例2.
配料重量組成以Al為1kg計，MoO3為0.81kg、Si為0.050kg、CaF2為0.46kg、KClO3為.0.19kg；成品組成重量百分比Mo為42.0％、Si為4.23％、C為0.05％、Fe為0.05％、H為0.0012％、N為0.004％、O為0.011％、Al為余量。
圖2為本實施例放大180倍的金相圖，從圖中可見，本發(fā)明的合金無偏析、夾渣、結(jié)構(gòu)致密。
實施例3.
配料重量組成以Al為1kg計，MoO3為0.99kg、Si為0.057kg、CaF2為0.36kg；成品組成重量百分比Mo為50.8％、Si為4.32％、C為0.06％、Fe為0.05％、H為0.0014％、N為0.005％、O為0.013％、Al為余量。
實施例4.
配料重量組成以Al為1kg計，MoO3為1.28kg、Si為0.053kg、CaF2為0.63kg；成品組成重量百分比Mo為63％、Si為4.36％、C為0.05％、Fe為0.05％、H為0.0015％、N為0.005％、O為0.015％、Al為余量。
本發(fā)明可在第一步爐外加熱法冶煉獲得初步產(chǎn)品進行檢測后，根據(jù)檢測的結(jié)果可在進行第二步真空冶煉時，加入適量的配料對產(chǎn)品的成份進行精確的調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種真空級鋁鉬硅合金，其特征在于該合金無偏析、夾渣、結(jié)構(gòu)致密，其組成以重量百分比計為Mo為40～63％、Si為4.0～5.0％、O≤0.015％、H≤0.002％、N≤0.006％、C≤0.06％、Fe≤0.10％、Al為余量。
2.一種上述真空級鋁鉬硅合金的制備方法，其特征在于為爐外鋁熱冶煉和繼后的真空熔煉的二步法；爐外鋁熱冶煉時原料裝爐溫度為室溫，配料重量組成以Al為1kg計，MoO3為0.75～1.28kg、Si為0.048～0.08kg、CaF2為0.4～0.82kg、KClO3為0～0.2kg；真空熔煉的熔煉溫度為1450～1600℃，真空度≤0.67Pa，爐料全部熔化后在1500℃以上的高溫短時沸騰精煉6～15分鐘，并在真空條件下進行合金的澆鑄。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空級鋁鉬硅合金的制備方法，其特征在于真空熔煉時，待爐內(nèi)爐料溶化1/4～2/5時，充入氬氣，使爐內(nèi)壓力保持在50～80Pa內(nèi)，防止爐內(nèi)溶液過于沸騰。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空級鋁銅硅合金的制備方法，其特征在于合金澆鑄的溫度為1480℃～1550℃，澆注的速度V≤2.5/D公分/分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空級鋁銅硅合金的制備方法，其特征在于合金澆鑄的溫度為1480℃～1550℃，澆注的速度V≤2.5/D公分/分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4或5所述的真空級鋁銅硅合金的制備方法，其特征在于澆鑄后的合金鑄錠應在真空狀態(tài)下保溫3小時或3小時以上方可破真空出爐。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于冶煉用的中間合金。一種真空級鋁鉬硅合金，其特征在于該合金無偏析、夾渣、結(jié)構(gòu)致密，其組成以重量百分比計為Mo為40～63％、Si為4.0～5.0％、O≤0.015％、H≤0.002％、N≤0.006％、C≤0.06％、Fe≤0.10％、Al為余量。本發(fā)明解決非真空級鋁硅合金成份偏析嚴重、合金夾渣、不致密、氣體雜質(zhì)含量高的技術(shù)問題，其次解決合金鉬含量偏低的技術(shù)問題。
文檔編號C22C27/00GK101037741SQ200710039949
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者陸樹興, 孫友祥 申請人:上海康沃有色金屬經(jīng)貿(mào)物資有限公司, 陸樹興