航空航天級(jí)釩鋁中間合金制備工藝研究.pdf

1、釩鋁中間合金是制備含釩鈦合金及金屬釩的主要原材料，隨著近年來我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家在航空航天領(lǐng)域以及國(guó)防領(lǐng)域的實(shí)力提升，含釩鈦合金及金屬釩的用量將會(huì)大大增加，釩鋁中間合金的發(fā)展也將具有很大潛力。
　　國(guó)內(nèi)普遍的工藝是采用石墨坩堝鋁熱法來制備釩鋁中間合金。但是由于工藝本身的特性導(dǎo)致反應(yīng)后的釩鋁中間合金與渣分離的效果不好，同時(shí)釩鋁中間合金中的碳含量也偏高，極大的浪費(fèi)了資源，在某種程度上也限制了釩鋁中間合金的應(yīng)用。
　　釩鋁中間合金

2、是制造航空航天用鈦合金的關(guān)鍵原料，而國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的航空航天材料還在沿用舊的生產(chǎn)模式?；诔杀疽约百Y源的角度，需要探索出一種更好的制備工藝來解決現(xiàn)有生產(chǎn)存在的問題，其意義在于更高效的發(fā)揮我國(guó)的資源優(yōu)勢(shì)，最大化創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
　　本文詳細(xì)分析了目前在世界航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的鈦合金添加劑——釩鋁65∶35中間合金的研究制備現(xiàn)狀，試驗(yàn)采用了經(jīng)過改良的鋁熱法，使用五氧化二釩和鋁粉作為主要原料，采用了三氧化二鋁制作的坩堝作為反應(yīng)容器，可以有

3、效的提高渣與合金分離效果。首先探討了釩鋁65∶35中間合金的原材料要求，反應(yīng)容器——三氧化二鋁坩堝的制作方案，分別在三組試驗(yàn)數(shù)據(jù)中選取了一組最優(yōu)的作為試驗(yàn)方案，即采用4種粒度三氧化二鋁比例為3-5mm∶1-3mm∶0.3-1mm∶＜0.3mm=1∶2∶3∶4，碳酸鈉粘結(jié)劑濃度為15％，燒結(jié)曲線溫度總時(shí)間270分鐘作為最終的坩堝制作方案。其次通過配方計(jì)算來確定反應(yīng)所需的熱量。通過三組鋁過量值的對(duì)比數(shù)據(jù)，最終確定了反應(yīng)的鋁過量值與熱量，即鋁

4、過量值5％，最終反應(yīng)熱為-3500±2kJ/kg。最后對(duì)制備的釩鋁65∶35中間合金進(jìn)行了化學(xué)成分分析、SEM分析、EDS分析以及XRD的分析，觀察并研究了航空航天級(jí)釩鋁65∶35中間合金的內(nèi)部形貌以及不同成分對(duì)組織的影響。從而最終確定了釩鋁65∶35中間合金的最佳生產(chǎn)工藝。
　　試驗(yàn)的結(jié)果表明:使用改良的鋁熱法生產(chǎn)且采用三氧化二鋁坩堝制備的釩鋁65∶35中間合金可以滿足試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，即主元素釩值位于60-70％之間，鋁值位于30