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一種鋁-鈦-碳中間合金的制備方法

文檔序號:3376011閱讀:277來源:國知局
專利名稱:一種鋁-鈦-碳中間合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬金屬材料領(lǐng)域,特別涉及一種用于細(xì)化鋁及鋁合金晶粒的鋁-鈦-碳 中間合金的制備方法。
背景技術(shù)
鋁-鈦-碳中間合金是先于鋁-鈦-硼中間合金提出的三元中間合金細(xì)化劑,對 它的研究一直是國內(nèi)外學(xué)者十分關(guān)注的重要課題。但是由于碳與鋁之間的潤濕性 極差,合金化困難,長期以來鋁-鈦-碳的制備都是一個技術(shù)難題。上世紀(jì)四十年 代,英國學(xué)者Cibula就嘗試用各種方法向鋁-鈦溶液中加碳,希望獲得含有大量TiC 顆粒的鋁-鈦-碳中間合金,但都沒有成功。直到1985年,Banerji和Reif通過強烈 攪拌方法獲得了鋁-鈦-碳中間合金制備的突破,但是在高溫下長時間強烈攪拌鋁 熔體會使合金嚴(yán)重吸氣、氧化燒損、生成大量夾雜物,并且能耗增高,大大增加 了生產(chǎn)成本;此外由于碳反應(yīng)不完全,在制備的中間合金中常含有游離的碳,如 此嚴(yán)格的條件和要求限制了其在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。專利號為98119378的中國專 利報道了一種鋁-鈦-碳中間合金的生產(chǎn)方法將鋁-鈦合金熔化至1000-1200'C, 加入活化劑,再加入石墨粉,然后澆注成錠狀鋁-鈦-碳中間合金。該工藝的特點 是先制備出鋁-鈦合金,然后再將之重熔,并需要加入活化劑,其工藝也比較復(fù) 雜,且成本高。文獻(Journal of Alloys and Compounds , 2005, 396:143-150) 報道了用K2TiF6和石墨粉生產(chǎn)鋁-鈦-碳中間合金的方法,該方法的缺點是生產(chǎn)過 程中放出大量的KF和A1F3等有毒氣體,污染環(huán)境,并且中間合金中往往含有鹽 類夾雜物等,從而污染了鋁合金。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種成本低、工藝簡單、且無 污染的適合工業(yè)化生產(chǎn)的鋁-鈦-碳中間合金的制備方法。 本發(fā)明是通過以下方式實現(xiàn)的一種鋁-鈦-碳中間合金的制備方法,其特征是包括以下步驟 (1)首先按以下質(zhì)量百分比準(zhǔn)備好制備鋁-鈦-碳中間合金所需的原料 5.00%-40.00%的鋁-碳二元中間合金、10.00%-60.00%的鋁-鈦二元中間合 金,余為純鋁;其中所用鋁-碳中間合金中碳的含量(wt。/。)為0.50-30.00, 所用鋁-鈦中間合金中鈦的含量(wt%)為2.00-40.00;(2) 預(yù)留5%-30%的鋁-鈦中間合金作為冷料,將其余的鋁-鈦中間合金連同純 鋁一起置于感應(yīng)爐中烙化并升溫至900-130(TC;(3) 將準(zhǔn)備好的鋁-碳中間合金加入到熔體中,保溫并機械攪拌2-30分鐘, 然后加入預(yù)留的鋁-鈦中間合金使熔體快冷至700-900°C,直接澆注成錠 或制備成線材。用該方法制備的鋁-鈦-碳中間合金的組成為成分 含量(wt%)鋁(Al) 65.00-99.00鈦(Ti) 0.20-30.00碳(C) 0.01-6.00本發(fā)明以鋁-碳二元中間合金為碳的來源制備鋁-鈦-碳中間合金,由于其中的碳及其化合物較單質(zhì)碳更容易與溶解的鈦反應(yīng),因而制備過程可以在較低的溫度下進行,且碳的吸收率高,反應(yīng)完全;制備過程中無需特殊設(shè)備,制備工藝簡單、生產(chǎn)效率高、成本低;制備的鋁-鈦-碳中間合金細(xì)化效果具有高效性和長效性,適合大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。
具體實施方式
下面給出本發(fā)明的三個最佳實施例 實施例l(1) 首先按以下質(zhì)量百分比準(zhǔn)備好原料8.00%的鋁-碳中間合金及 50.00%的鋁-鈦中間合金,余為純鋁,其中所用鋁-碳中間合金中 碳的含量(wt%)為5.00,所用鋁-鈦中間合金中鈦的含量(wt%)為10.00;(2) 預(yù)留15%的鋁-鈦中間合金作為冷料,在感應(yīng)爐中將其余的鋁-鈦 中間合金連同純鋁熔化并升溫至105(TC;(3) 將準(zhǔn)備好的鋁-碳中間合金加入到熔體中,保溫并機械攪拌15分 鐘后加入預(yù)留的鋁-鈦中間合金使熔體快冷至850'C,直接澆注成 錠或制備成線材。 含量(wt%) 94.60 5.00 0.40所制鋁-鈦-碳中間合金的組成為 成分 鋁(Al) 鈦(Ti)碳(c)實施例2(1) 首先按以下質(zhì)量百分比準(zhǔn)備好原料25.00%的鋁-碳中間合金及 50.00%的鋁-鈦中間合金,余為純鋁,其中所用鋁-碳中間合金中碳 的含量(wt%)為20.00,所用鋁-鈦中間合金中鈦的含量(wt%)為30.00;(2) 預(yù)留10%的鋁-鈦中間合金作為冷料,在感應(yīng)爐中將其余的鋁-鈦中 間合金及純鋁熔化并升溫至130(TC;(3) 將準(zhǔn)備好的鋁-碳中間合金加入到熔體中,保溫并機械攪拌20分鐘 后加入預(yù)留的鋁-鈦中間合金使熔體快冷至900°C,直接澆注成錠或 制備成線材。所制鋁-鈦-碳中間合金的組成為成分 含量(wt%)鋁(Al) 80.00 鈦(Ti) 15.00 碳(C) 5.00實施例3(1) 首先按以下質(zhì)量百分比準(zhǔn)備好原料20.00%的鋁-碳中間合金及 80.00%的鋁-鈦中間合金,其中所用鋁-碳中間合金中碳的含量(wt%)為10.00,所用鋁-鈦中間合金中鈦的含量(wt%)為10.00;(2) 預(yù)留10%的鋁-鈦中間合金作為冷料,在感應(yīng)爐中將其余的鋁-鈦中 間合金熔化并升溫至115(TC;(3) 將準(zhǔn)備好的鋁-碳中間合金加入到熔體中,保溫并機械攪拌20分鐘 后加入預(yù)留的鋁-鈦中間合金使熔體降溫至90(TC,直接澆注成錠或 制備成線材。
所制鋁-鈦-碳中間合金的組成為成分 含量(Wt%)鋁(Al) 90.00鈦(Ti) 8.00碳(C) 2.00 。
權(quán)利要求
1.一種鋁-鈦-碳中間合金的制備方法,其特征是包括以下步驟(1)首先按以下質(zhì)量百分比準(zhǔn)備好制備鋁-鈦-碳中間合金所需的原料5.00%-40.00%的鋁-碳二元中間合金、10.00%-60.00%的鋁-鈦二元中間合金,余為純鋁;(2)預(yù)留5%-30%的鋁-鈦中間合金作為冷料,將其余的鋁-鈦中間合金連同純鋁一起置于感應(yīng)爐中熔化并升溫至900-1300℃;(3)將準(zhǔn)備好的鋁-碳中間合金加入到熔體中,保溫并機械攪拌2-30分鐘,然后加入預(yù)留的鋁-鈦中間合金使熔體快冷至700-900℃,直接澆注成錠或制備成線材。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋁-鈦-碳中間合金的制備方法,其特征是所用鋁-碳中間合金中碳含量的質(zhì)量百分比為0.50%-30.00%,所用鋁-鈦中間合金中鈦 含量的質(zhì)量百分比為2.00%-40.00%。
全文摘要
本發(fā)明屬金屬材料領(lǐng)域,涉及一種用于細(xì)化鋁及鋁合金晶粒的鋁-鈦-碳中間合金的制備方法。該制備方法以鋁-碳中間合金和鋁-鈦中間合金作為元素碳及鈦的來源。制備方法是首先在感應(yīng)爐中將純鋁及鋁-鈦中間合金熔化并升溫至900-1300℃,然后加入鋁-碳二元中間合金,保溫并機械攪拌2-30分鐘后加入預(yù)留的鋁-鈦中間合金冷料降溫,直接澆注成錠或制備成線材。利用該方法制備鋁-鈦-碳中間合金,工藝簡單,成本低,制備的鋁-鈦-碳中間合金細(xì)化效果具有高效性和長效性。
文檔編號C22C21/00GK101117670SQ20071001630
公開日2008年2月6日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者丁海民, 劉相法 申請人:山東山大呂美熔體技術(shù)有限公司
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