專利名稱：一種鎳鈮中間合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，具體涉及一種鎳鈮中間合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的純鈮條的熔點(diǎn)是2467°C，熔點(diǎn)太高，不利于工業(yè)生產(chǎn)，另外，目前生產(chǎn)的合金材料并沒有嚴(yán)格控制原材料以及反應(yīng)環(huán)境導(dǎo)致產(chǎn)品的純度不高，并且反應(yīng)過程中產(chǎn)生的殘?jiān)秃辖疱V不易分離，使得合金中的氮氧含量偏高，從而造成純度不高。隨著科技發(fā)展，添加鈮元素越來越多的用來提高特殊合金材料的性能，例如鎳基高溫合金是高溫合金中應(yīng)用最廣、高溫強(qiáng)度最高的一類合金。它不但有良好的高溫抗氧化系能和抗腐蝕性能，而且有較高的高溫強(qiáng)度，蠕變強(qiáng)度和持久性能以及良好的抗疲勞性能。它是現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)，航天器材和火箭發(fā)動機(jī)以及艦艇和工業(yè)燃?xì)鈾C(jī)輪的關(guān)鍵熱端部件材料，也是反應(yīng)堆，化工設(shè)備、煤轉(zhuǎn)化技術(shù)等方面需要的重要高溫結(jié)構(gòu)材料。而鎳鈮中間合金又是鎳基生產(chǎn)鎳基高溫合金不可缺少的鈮元素添加劑，鎳基高溫合金制備過程中，添加鎳鈮中間合金比直接加入鈮條成本更劃算，熔煉溫度更低，形成的鎳基高溫合金成分更均勻，性能更優(yōu)越，因此鎳鈮合金的品質(zhì)對航空，航海，化工，汽車等行業(yè)的關(guān)鍵部件有著重要的影響。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:本發(fā)明目的在于公開了一種鎳鈮中間合金材料，高純鎳鈮中間合金及其制備方法。使用該方法制備的鎳鈮中間合金成本低，合金品質(zhì)高，對航空，航海，化工等領(lǐng)域有著重要意義。技術(shù)方案:本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種鎳鈮中間合金材料，其特征在于:所述合金材料各組分的質(zhì)量百分比為:鈮60%-70%、鎳26.5%-36.5%、鋁彡1.5%、氧彡0.1%、氮(0.05%、硅彡 0.3%、磷彡 0.01%`、鐵彡 1%、鉭彡 0.2%、鈦彡 0.1%、鉛彡 0.005%、錫彡 0.005%、碳彡0.05%、硫彡0.01%、余量為雜質(zhì)，并且上述各成分的含量之和為100%。所述合金材料各組分的質(zhì)量百分比為:鈮60%_70%、鎳30%-36.5%、鋁彡1.5%、氧(0.1%、氮彡0.05%、硅彡0.2%、磷彡0.01%、鐵彡1%、鉭彡0.1%、鈦彡0.1%、鉛彡0.005%、錫(0.005%、碳彡0.01%、硫彡0.01%、余量為雜質(zhì)，并且上述各成分的含量之和為100%。所述鎳鈮中間合金材料的熔點(diǎn)小于1500°C。所述的鎳鈮中間合金材料的制備方法，包括以下步驟:I)將以下原料放入烘干爐中在300_370°C烘12_24小時(shí)，所述原料由以下質(zhì)量份數(shù)組成:五氧化二鈮140-151.5份，氧化亞鎳74.5-63.9份，鋁粉70-75份，氯酸鈉3_4份。2)將烘干后的原料按照步驟I)中的質(zhì)量份數(shù)稱取，放入混料機(jī)內(nèi)混合均勻，將上述混合均勻的原料放入氧化鋁爐桶內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)lmin-2min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻40小時(shí)以上得到合金錠，將合金錠和殘洛分離，取出合金錠進(jìn)行精整、磁選、檢驗(yàn)、包裝。所述步驟I)中的原料由以下質(zhì)量份數(shù)組成:五氧化二鈮151.5，氧化亞鎳63.9，鋁粉72，氯酸鈉3。所述步驟I)中的五氧化二鈮純度達(dá)99.5%以上，氧化亞鎳純度達(dá)99.5%以上，鋁粉純度達(dá)99.7%以上。所述步驟2)中的氧化鋁桶是由氧化鋁和粘結(jié)劑制成的氧化鋁桶。所述氧化鋁桶中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)彡99.2%。所述步驟2)中混合時(shí)的原料溫度控制在180°C以下，混合時(shí)間為15分鐘以上。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:鎳鈮中間合金的熔點(diǎn)不到1500°C，純鈮條的熔點(diǎn)是2467°C，因此采用鎳鈮中間合金可以大大降低熔煉含鈮鎳基合金的溫度；本方法制備的鎳鈮中間合金采用了嚴(yán)格的原材料控制，純凈的氧化鋁反應(yīng)爐桶以及嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝控制，產(chǎn)品產(chǎn)度高，產(chǎn)品雜質(zhì)含量低，可控性好；該方法生產(chǎn)鎳鈮合金，在連續(xù)化生產(chǎn)中，每爐可以生產(chǎn)幾百公斤的合金錠，生產(chǎn)效率高；氧化鋁坩堝保溫性能較好，合金在液態(tài)時(shí)間長，有利于渣和合金的分離，從而是合金不存在夾雜，同時(shí)原料和鋁反應(yīng)更加充分，使得合金氮氧含量低，更加純凈。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。實(shí)施例1:一種鎳銀中間合金材料的質(zhì)量百分比如表1:表權(quán)利要求
1.一種鎳鈮中間合金材料，其特征在于:所述合金材料各組分的質(zhì)量百分比為:鈮60%-70%、鎳 26.5%-36.5%、鋁≤ 1.5%、氧≤ 0.1%、氮≤ 0.05%、硅≤ 0.3%、磷(0.01%、鐵≤1%、鉭≤0.2%、鈦≤0.1%、鉛≤0.005%、錫≤0.005%、碳≤0.05%、硫≤0.01%、余量為雜質(zhì)，并且上述各成分的含量之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳鈮中間合金材料，其特征在于:所述合金材料各組分的質(zhì)量百分比為:鈮60%-70%、鎳30%-36.5%、鋁≤1.5%、氧≤0.1%、氮≤0.05%、硅≤0.2%、磷(0.01%、鐵 ≤1%、鉭≤ 0.1%、鈦≤ 0.1%、鉛≤ 0.005%、錫≤ 0.005%、碳≤ 0.01%、硫≤ 0.01%、余量為雜質(zhì)，并且上述各成分的含量之和為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳鈮中間合金材料，其特征在于:所述鎳鈮中間合金材料的熔點(diǎn)小于1500°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎳鈮中間合金材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將以下原料放入烘干爐中在300-370°C烘12-24小時(shí)，所述原料由以下質(zhì)量份數(shù)組成:五氧化二鈮140-151.5份，氧化亞鎳74.5-63.9份，鋁粉70-75份，氯酸鈉3_4份。
2)將烘干后的原料按照步驟I)中的質(zhì)量份數(shù)稱取，放入混料機(jī)內(nèi)混合均勻，將上述混合均勻的原料放入氧化鋁爐桶內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)lmin-2min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻40小時(shí)以上得到合金錠，將合金錠和殘?jiān)蛛x，取出合金錠進(jìn)行精整、磁選、檢驗(yàn)、包裝。
5.權(quán)利要求3所述的鎳鈮中間合金材料的制備方法:其特征在于:所述步驟I)中的原料由以下質(zhì)量份數(shù)組成:五氧化二鈮151.5，氧化亞鎳63.9，鋁粉72，氯酸鈉3。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎳鈮中間合金材料的制備方法:其特征在于:所述步驟I)中的五氧化二鈮純度達(dá)99.5%以上，氧化亞鎳純度達(dá)99.5%以上，鋁粉純度達(dá)99.7%以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎳鈮中間合金材料的制備方法:其特征在于:所述步驟2)中的氧化鋁桶是由氧化鋁和粘結(jié)劑制成的氧化鋁桶。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎳鈮中間合金材料的制備方法:其特征在于:所述氧化鋁桶中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.2%。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎳鈮中間合金材料的制備方法:其特征在于:所述步驟2)中混合時(shí)的原料溫度控制在180°C以下，混合時(shí)間為15分鐘以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎳鈮中間合金材料，所述合金材料各組分的質(zhì)量百分比為鈮60%-70%、鎳26.5%-36.5%、鋁≤1.5%、氧≤0.1%、氮≤0.05%、硅≤0.3%、磷≤0.01%、鐵≤1%、鉭≤0.2%、鈦≤0.1%、鉛≤0.005%、錫≤0.005%、碳≤0.05%、硫≤0.01%、余量為雜質(zhì)，并且上述各成分的含量之和為100%。本發(fā)明還公開了鎳鈮中間合金材料的制備方法。本發(fā)明鎳鈮中間合金可以大大降低熔煉含鈮鎳基合金的溫度；制備鎳鈮中間合金采用了嚴(yán)格的原材料控制，產(chǎn)品產(chǎn)度高，產(chǎn)品雜質(zhì)含量低，可控性好，生產(chǎn)效率高，合金氮氧含量低，更加純凈。
文檔編號C22C1/03GK103255330SQ20131015737
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者陳道華, 蔡柯金, 馬步洋, 王浩冰 申請人:江蘇美特林科特殊合金有限公司