一种铝钼碳合金及其制备方法与流程

本发明涉及冶金，特别涉及一种铝钼碳合金及其制备方法。

背景技术：

1、在钛合金中，间隙原子常被看作钛合金的杂质元素，如碳、氧、氮等元素，所以在钛合金熔炼过程往往要求间隙原子在较低的水平。随着研究的不断深入，发现碳元素在低合金化的钛合金中，能与低合金化元素发生反应，显著改变合金组织结构，改进合金成分以及提高钛合金性能，尤其是航空发动机压气机盘、叶片、机匣等部位所用的高温钛合金，如γ-tial合金中加入碳后，可大幅提高合金蠕变强度、持久性能；ti-60合金中，引入间隙元素c或n，使al在α相和β相中的分布更加均匀，提高合金持久性。

2、对于钛合金加碳，当下主要有两种方式：1、在钛合金熔炼过程中，根据需求将碳单质引入钛合金中，如炭黑、碳粉，这是当下生产硬质合金的主要方式，高温下，碳在合金中扩散，以达到制备含碳合金的要求，但碳结晶度的不同、在合金熔液中熔化温度、分散速率、均匀分散所需时间不尽相同，这就导致含碳合金中碳元素均匀性较差，限制了含碳合金在特种材料领域的使用；2、熔炼钛合金过程中，将碳源以含碳中间合金的形式添加于钛合金的熔炼过程，相对于钛合金直接加碳来说，二次熔炼可在一定程度上缓解碳偏析、团聚的现象，但含碳中间合金的生产依然存在上述问题。所以，解决碳偏析问题是制备含碳合金的主要问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明目的在于提供一种铝钼碳合金及其制备方法。本发明提供的制备方法能够制备出高均匀性铝钼碳合金，解决了铝钼碳合金中碳的偏析问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种铝钼碳合金的制备方法，包括以下步骤：

4、将异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水混合进行溶胶化，得到溶胶；

5、将所述溶胶进行干燥，得到凝胶块；

6、将所述凝胶块进行氢化还原，得到还原凝胶块；所述氢化还原的温度为200～300℃；

7、将所述还原凝胶块破碎后，与铝粉混合进行铝热反应，得到铝钼碳合金。

8、优选地，所述异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水的质量比为(3～11):(70～280):(23～28):(3～11)。

9、优选地，所述溶胶化的温度为20～35℃。

10、优选地，所述溶胶化在超声条件下进行，所述超声的频率为16000～20000hz；所述溶胶化的时间为120～220min。

11、优选地，所述干燥的温度为55～70℃，时间为12～18h。

12、优选地，所述氢化还原的保温时间为2～4h，升温至所述氢化还原的温度的升温速率为0.5～6℃/min。

13、优选地，所述氢化还原在氢氩混合气气氛中进行；所述氢氩混合气中氢气质量含量为5～20％，所述氢氩混合气的流量为10～20l/min。

14、优选地，所述还原凝胶块与铝粉的质量比为(10.5～12):(7～8)。

15、本发明提供了以上技术方案所述制备方法制备得到的铝钼碳合金。

16、优选地，按质量含量计，所述铝钼碳合金的组成包括：mo 60～67％，c5～14％，o≤0.1％，fe≤0.3％，al余量。

17、本发明提供了一种铝钼碳合金的制备方法，包括以下步骤：将异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水混合进行溶胶化，得到溶胶；将所述溶胶进行干燥，得到凝胶块；将所述凝胶块进行氢化还原，得到还原凝胶块；将所述还原凝胶块破碎后，与铝粉混合进行铝热反应，得到铝钼碳合金。本发明采用溶胶-凝胶法制备得到凝胶块材料，再经氢化还原得到还原凝胶块，此条件下生成的还原凝胶块(moox/无定型碳复合材料)中，碳为低结晶度无定型状态，且与moox分散均匀，是一种优异的铝热反应原材料，再与铝粉经铝热反应得到分散均匀的铝钼碳合金。本发明能够制备出高均匀性铝钼碳合金，解决了铝钼碳合金中碳的偏析问题，极大地提升了铝钼碳合金的品质，为相关钛合金提供了一种优异的中间合金添加剂。

技术特征：

1.一种铝钼碳合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水的质量比为(3～11):(70～280):(23～28):(3～11)。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶胶化的温度为20～35℃。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶胶化在超声条件下进行，所述超声的频率为16000～20000hz；所述溶胶化的时间为120～220min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为55～70℃，时间为12～18h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氢化还原的保温时间为2～4h，升温至所述氢化还原的温度的升温速率为0.5～6℃/min。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氢化还原在氢氩混合气气氛中进行；所述氢氩混合气中氢气质量含量为5～20％，所述氢氩混合气的流量为10～20l/min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原凝胶块与铝粉的质量比为(10.5～12):(7～8)。

9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备得到的铝钼碳合金。

10.根据权利要求9所述的铝钼碳合金，其特征在于，按质量含量计，所述铝钼碳合金的组成包括：mo60～67％，c5～14％，o≤0.1％，fe≤0.3％，al余量。

技术总结
本发明提供了一种铝钼碳合金及其制备方法，涉及冶金技术领域。本发明将异辛酸钼、正己烷、钼酸铵和水混合进行溶胶化，得到溶胶；将所述溶胶进行干燥，得到凝胶块；将所述凝胶块进行氢化还原，得到还原凝胶块；将所述还原凝胶块破碎后，与铝粉混合进行铝热反应，得到铝钼碳合金。本发明采用溶胶‑凝胶法制备得到凝胶块材料，再经氢化还原得到还原凝胶块，此条件下生成的还原凝胶块中，碳为低结晶度无定型状态，且与MoOx分散均匀，是一种优异的铝热反应原材料，再与铝粉经铝热反应得到分散均匀的铝钼碳合金。本发明能够制备出高均匀性铝钼碳合金，解决了铝钼碳合金中碳的偏析问题，极大地提升了铝钼碳合金的品质。

技术研发人员：王志军,张吉,刘强,朱嘉琪,孟旭,李晓冉,刘志彬,何建成,孙鑫,李玉青
受保护的技术使用者：承德天大钒业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13