專利名稱：一種用于軋機(jī)的軋輥材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于軋機(jī)的軋輥材料及其制備方法，尤其涉及一種含金屬鈦和鋁的軋輥材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前常使用的軋輥材料使用的壽命比較短，更換周期短，尤其涉及到軋制含有氟鹽的鋁基合金時，軋輥容易出現(xiàn)龜裂、點蝕、甚至發(fā)生表皮剝落現(xiàn)象，影響軋機(jī)的正常運(yùn)作以及被軋制成品的表面質(zhì)量。
鈦是一種稀有金屬，具有熔點高、硬度高和抗腐蝕性強(qiáng)等特性，廣泛應(yīng)用于航空、 軍工和原子能等領(lǐng)域?，F(xiàn)有的金屬鈦工業(yè)制備方法主要有以下兩種方法(I)還原法在惰性氣體的保護(hù)下，以四氯化鈦為原料，使用金屬鎂、鈉或其混合物作為還原劑進(jìn)行還原制備金屬鈦，該方法存在金屬鈦產(chǎn)物的純度不夠高等缺點。
(2)電解法以K2ZrF6為原料，用K2ZrF6/KCl或K2ZrF6/NaCl電解質(zhì)熔鹽電解法制備金屬鈦，該方法存在電解能耗高，金屬鈦得率低，生產(chǎn)成本高等缺點；除K2ZrF6熔鹽電解法外，也可在含有ZrCl4的純氯化物電解質(zhì)體系中電解制取鈦，但該方法存在電解能耗高， 廣品質(zhì)量差等缺點。發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，發(fā)明人在原料的選擇以及制備方法方面進(jìn)行了大量的探索，預(yù)料不到地發(fā)現(xiàn)，以氟鈦酸鹽為原料與鋁反應(yīng)可得到純度為91%以上的鈦， 制備方法簡單，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)周期短，目標(biāo)產(chǎn)物的鈦鋁合金，形成軋輥后，有廣泛的應(yīng)用前景，且副產(chǎn)物冰晶石，用于鋁電解工業(yè)，具有合適的電導(dǎo)率，提高了氧化鋁的溶解度，從而降低了電解溫度，降低電能消耗，提高了電解效率，并且降低了綜合生產(chǎn)成本。
本發(fā)明提供一種用于軋機(jī)的軋輥材料，包括鈦和鋁。
優(yōu)選的，按重量百分比計，鈦91%-99. 99%，余量為鋁。
本發(fā)明提供了一種軋輥材料的制備方法，包括如下步驟步驟A :將鋁和氟鈦酸鹽置于密閉的反應(yīng)器中，抽真空后通入惰性氣體，升溫至780至 1000°C，快速攪拌；步驟B:反應(yīng)4至6小時后，將上層熔融的液體抽出，下層產(chǎn)物經(jīng)酸浸或蒸餾去除表面殘留，得到鈦和鋁的合金；步驟C:將得到的合金放入電爐中，加熱至熔融狀態(tài)，再鑄造成軋輥。
優(yōu)選的，所述氟鈦酸鹽選自氟鈦酸鉀或氟鈦酸鈉。
優(yōu)選的，所述步驟A的反應(yīng)溫度為780至850°C。
優(yōu)選的，所述步驟A中，所述惰性氣體為氬氣。
優(yōu)選的，所述步驟B的反應(yīng)時間為5h。
本發(fā)明所涉及的化學(xué)反應(yīng)式為K2TiF6+Al — Ti · Al+ | KF · A1F3。3
Na2TiF6+Al — Ti · Al+ - NaF · A1F3。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供用于軋機(jī)的軋輥材料軋輥性能優(yōu)良，所采用的設(shè)備和制備方法簡單，工藝流程短，并且實現(xiàn)鈦的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)；制備過程中所生產(chǎn)的氟鹽能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)上，綜合生產(chǎn)成本低。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實施例I稱取I. 2噸鋁和8. 5噸氟鈦酸鉀于反應(yīng)器中，該反應(yīng)器為密閉容器，抽真空后通入氬氣保護(hù)，升溫至780°C，快速攪拌5h后，反應(yīng)完全，生成鈦和鉀冰晶石，打開反應(yīng)器蓋，用虹吸泵抽出上層熔融的液態(tài)鉀冰晶石。待反應(yīng)器冷卻后，在氬氣保護(hù)下，將下層產(chǎn)物粉碎，加入稀硫酸浸泡去除表面殘留的鉀冰晶石，經(jīng)真空干燥后稱重，得到鈦鋁合金2. 5噸，再將得到的合金放入電爐中，加熱至熔融狀態(tài)，再鑄造成軋輥。
該軋輥可軋碾直徑為9. 5mm的鋁鈦硼或者鋁鈦碳合金(合金中，鈦的重量百分?jǐn)?shù)為5%，硼的重量百分?jǐn)?shù)為1%) 2000噸，防腐能力強(qiáng)。
實施例2稱取I. 2噸鋁和8. 5噸氟鈦酸鉀于反應(yīng)器中，該反應(yīng)器為密閉容器，抽真空后通入氬氣保護(hù)，升溫至850°C，快速攪拌4h后，反應(yīng)完全，生成鈦和鉀冰晶石，打開反應(yīng)器蓋，用虹吸泵抽出上層熔融的液態(tài)鉀冰晶石。待反應(yīng)器冷卻后，在氬氣保護(hù)下，蒸餾去除表面殘留的鉀冰晶石，經(jīng)真空干燥后稱重，得到鈦鋁合金2. 6噸，再將得到的合金放入電爐中，加熱至熔融狀態(tài)，再鑄造成軋輥。
該軋輥可軋碾直徑為9. 5mm的鋁鈦硼或者鋁鈦碳合金(鈦的重量百分?jǐn)?shù)為5%，硼的重量百分?jǐn)?shù)為1%) 2000噸，防腐能力強(qiáng)。
實施例3稱取I. 2噸鋁和7噸氟鈦酸鈉于反應(yīng)器中，該反應(yīng)器為密閉容器，抽真空后通入氬氣保護(hù)，升溫至780°C，快速攪拌5h后，反應(yīng)完全，生成鈦和鈉冰晶石，打開反應(yīng)器蓋，用虹吸泵抽出上層熔融的液態(tài)鉀冰晶石。待反應(yīng)器冷卻后，在氬氣保護(hù)下，將下層產(chǎn)物粉碎，加入稀硫酸浸泡去除表面殘留的鈉冰晶石，經(jīng)真空干燥后稱重，得到鈦鋁合金2. 2噸，再將得到的合金放入電爐中，加熱至熔融狀態(tài)，再鑄造成軋輥。
該軋輥可軋碾直徑為9. 5mm的鋁鈦硼或者鋁鈦碳合金(鈦的重量百分?jǐn)?shù)為5%，硼的重量百分?jǐn)?shù)為1%) 2000噸，防腐能力強(qiáng)。
實施例4稱取I. 2噸鋁和7噸氟鈦酸鉀于反應(yīng)器中，該反應(yīng)器為密閉容器，抽真空后通入氬氣保護(hù)，升溫至850°C，快速攪拌4h后，反應(yīng)完全，生成鈦和鈉冰晶石，打開反應(yīng)器蓋，用虹吸泵抽出上層熔融的液態(tài)鉀冰晶石。待反應(yīng)器冷卻后，在氬氣保護(hù)下，蒸餾去除表面殘留的鉀冰晶石，經(jīng)真空干燥后稱重，得到鈦鋁合金2. I噸，再將得到的合金放入電爐中，加熱至熔融狀態(tài)，再鑄造成軋輥。
該軋輥可軋碾直徑為9. 5mm的鋁鈦硼或者鋁鈦碳合金(鈦的重量百分?jǐn)?shù)為5%，硼的重量百分?jǐn)?shù)為1%) 2000噸，防腐能力強(qiáng)。
表I :實施例I至4制備的軋輥的性能
權(quán)利要求
1.一種用于軋機(jī)的軋輥材料，其特征在于，包括鈦和鋁。
2.如權(quán)利要求I所述的軋輥材料，其特征在于，按重量百分比計，鈦91%-99.99%，余量為招。
3.—種如權(quán)利要求I或2所述的軋輥材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟A :將鋁和氟鈦酸鹽置于密閉的反應(yīng)器中，抽真空后通入惰性氣體，升溫至780至1000°C，快速攪拌；步驟B:反應(yīng)4至6小時后，將上層熔融的液體抽出，下層產(chǎn)物經(jīng)酸浸或蒸餾去除表面殘留，得到鈦和鋁的合金；步驟C:將得到的合金放入電爐中，加熱至熔融狀態(tài)，再鑄造成軋輥。
4.一種如權(quán)利要求3所述的軋輥材料的制備方法，其特征在于，所述氟鈦酸鹽選自氟鈦酸鉀或氟鈦酸鈉。
5.如權(quán)利要求3或4所述的軋輥材料的制備方法，其特征在于，所述步驟A的反應(yīng)溫度為 780 至 850 0C ο
6.如權(quán)利要求3或4所述的軋輥材料的制備方法，其特征在于，所述步驟A中，所述惰性氣體采用氬氣。
7.如權(quán)利要求3或4所述的軋輥材料的制備方法，其特征在于所述步驟B的反應(yīng)時間為5小時。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于軋機(jī)的軋輥材料及其制備方法，包括鈦和鋁。所述制備方法包括如下步驟步驟A將鋁和氟鈦酸鹽置于密閉的反應(yīng)器中，抽真空后通入惰性氣體，升溫至780至1000℃，快速攪拌；步驟B:反應(yīng)4至6小時后，將上層熔融的液體抽出，下層產(chǎn)物經(jīng)酸浸或蒸餾去除表面殘留，得到鈦和鋁的合金；步驟C:將得到的合金放入電爐中，加熱至熔融狀態(tài)，再鑄造成軋輥。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供用于軋機(jī)的軋輥材料軋輥性能優(yōu)良，所采用的設(shè)備和制備方法簡單，工藝流程短，并且實現(xiàn)鈦的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)；制備過程中所生產(chǎn)的氟鹽能應(yīng)用于低溫鋁電解工業(yè)，綜合生產(chǎn)成本低。
文檔編號C22C14/00GK102936672SQ201210440318
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者陳學(xué)敏, 毛新平, 戚文軍 申請人:深圳市新星輕合金材料股份有限公司