航空航天級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，隨著近年來我國的經(jīng)濟發(fā)展和國家在航空航天領域以及國防領域的實力提升，含釩鈦合金及金屬釩的用量將會大大增加，釩鋁中間合金的發(fā)展也將具有很大潛力。
　　國內(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致反應后的釩鋁中間合金與渣分離的效果不好，同時釩鋁中間合金中的碳含量也偏高，極大的浪費了資源，在某種程度上也限制了釩鋁中間合金的應用。
　　釩鋁中間合金

2、是制造航空航天用鈦合金的關鍵原料，而國內(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)揮我國的資源優(yōu)勢，最大化創(chuàng)造社會經(jīng)濟效益。
　　本文詳細分析了目前在世界航空航天領域廣泛應用的鈦合金添加劑——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，反應容器——三氧化二鋁坩堝的制作方案，分別在三組試驗數(shù)據(jù)中選取了一組最優(yōu)的作為試驗方案，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)曲線溫度總時間270分鐘作為最終的坩堝制作方案。其次通過配方計算來確定反應所需的熱量。通過三組鋁過量值的對比數(shù)據(jù)，最終確定了反應的鋁過量值與熱量，即鋁

4、過量值5％，最終反應熱為-3500±2kJ/kg。最后對制備的釩鋁65∶35中間合金進行了化學成分分析、SEM分析、EDS分析以及XRD的分析，觀察并研究了航空航天級釩鋁65∶35中間合金的內(nèi)部形貌以及不同成分對組織的影響。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設計要求，即主元素釩值位于60-70％之間，鋁值位于30