專利名稱：一種鋁鈦硼生產(chǎn)用離散劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于鋁鈦硼(鑄錠或連鑄連軋線材) 生產(chǎn)用離散劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋁合金由于質(zhì)輕、性價(jià)比優(yōu)良、造型美、綜合性能好，在機(jī)械、汽車、航空 與軍事工業(yè)等高科技領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。要獲得具有優(yōu)良綜合性能的鋁合金， 細(xì)化晶粒是最重要的手段之一。由霍爾-佩奇公式可知材料的屈服強(qiáng)度隨晶粒度減 小而增大。另外，細(xì)小的等軸晶組織能提高材料的韌性，保證其良好的鑄造成型 性能、表面光潔度，以及優(yōu)異的加工性能。因此，細(xì)小均勻的等軸晶組織是最佳 的鑄態(tài)組織。要獲得這種組織，可以通過提高過冷度、振動(dòng)、攪拌和添加細(xì)化劑 的手段實(shí)現(xiàn)。前兩種方法都在不同程度上受到較大的局限，到目前為止，向鋁熔 液中添加細(xì)化劑的方法仍然是最簡單、最有效的方法。目前鋁鈦硼中間合金線材仍然是鋁行業(yè)中使用最廣泛的細(xì)化劑。以A15TiBl 為主，比較認(rèn)可的產(chǎn)品主要有英國的LSM公司、荷蘭的KBM公司、美國的KBA公 司等幾家機(jī)構(gòu)生產(chǎn)，其質(zhì)量相對(duì)比較穩(wěn)定，細(xì)化效果優(yōu)良。而國內(nèi)的鋁鈦硼合金 與之對(duì)比，質(zhì)量上有一定的差距，主要表現(xiàn)在合金金相組織中存在大的或針狀的 TiA13相，TiB2相堆狀聚集，同時(shí)分布很不均勻，這些嚴(yán)重影響了鋁鈦硼對(duì)鋁合 金液的細(xì)化能力。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種鋁鈦硼生產(chǎn)用離散劑，主要解決鋁鈦硼晶粒中存在 的大的及針狀的TiA13相與TiB2相的堆積問題，并具有改善組織分布不均勻的特占。本發(fā)明所述鋁鈦硼生產(chǎn)用離散劑以重量百分比計(jì)，包括下列組分氟鋁酸鈉 30 50%、氯化鉀20 30%、氯化鈉15 25%、氟化鎂10 20%、氯化鈰2 5%。本發(fā)明的制備方法包括如下步驟1) 將氟鋁酸鈉、氯化鉀、氯化鈉按配比混合均勻，加入坩堝爐中升溫熔化、攪拌；2) 依次加入氟化鎂、氯化鈰，繼續(xù)攪拌；3) 將熔液澆注到模具中，經(jīng)冷卻、破碎并粉碎后即得成品。步驟l)的升溫后熔體溫度控制在700 73CTC，攪拌時(shí)間10 15分鐘。 步驟2)中的攪拌時(shí)間3-5分鐘。 步驟3)粉碎至80 200目目前，生產(chǎn)鋁鈦硼的基本工藝流程如下將鋁錠熔化，待到溫后加入氟硼酸 鉀與氟鈦酸鉀鹽(或先加入氟硼酸鉀、鈦粉)，充分?jǐn)嚢?，至完全反?yīng)后，去除上 層渣水，并進(jìn)行精煉、打渣、靜置等，最后進(jìn)行合金澆鑄或連鑄連軋。依據(jù)此工 藝流程生產(chǎn)的鋁鈦硼中間合金AlTi5Bl的金相組織如圖1和2所示。從金相中可 看出，TiA13相粗大，TiB2相嚴(yán)重堆積，同時(shí)組織分布不均勻。本發(fā)明所述離散劑主要在精煉過程中添加，將鋁錠熔化，鋁液達(dá)到850-90CTC 后，先加入離散劑與氟硼酸鉀混合物后再加入氟鈦酸鉀(或先加入離散劑與氟硼 酸鉀混合物后再加入鈦粉)，充分?jǐn)嚢?，至完全反?yīng)后，去除上層渣水，并進(jìn)行精 煉、打渣、靜置等，最后進(jìn)行合金澆鑄或連鑄連軋。通過離散劑的離散作用，徹 底改變內(nèi)部組織。添加了本發(fā)明所述離散劑生產(chǎn)的鋁鈦硼中間合金AlTiB5的金相 組織如圖3和4所示。從金相中可看出，基本上無大的及針狀的TiA13相出現(xiàn)， TiB2相在晶界幾乎不堆積，同時(shí)組織分布均勻。鋁鈦硼中間合金AlTi5Bl主要作為晶粒細(xì)化劑來使用，其細(xì)化參照YS/T 447.1-2002 (鋁及鋁合金晶粒細(xì)化劑第l部分鋁-鈦-硼合金線材)附錄A晶粒細(xì)化能力試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，其中圖5為原始鋁錠的腐蝕試樣圖，圖6為未添加 離散劑的鋁鈦硼細(xì)化鋁錠效果圖，圖7為添加離散劑的鋁鈦硼細(xì)化鋁錠效果圖。 其細(xì)化效果的評(píng)定參照GB/T 3246.2-2000變形鋁及鋁合金制品低倍組織檢驗(yàn)方 法。從圖5、圖6和圖7明顯看出，鋁鈦硼中間合金有一定程度的細(xì)化能力，同時(shí) 添加了本發(fā)明所述離散劑的鋁鈦硼細(xì)化能力要優(yōu)于未添加離散劑的鋁鈦硼。本發(fā)明可使得鋁鈦硼的質(zhì)量得到質(zhì)的改善，細(xì)化能力優(yōu)良且穩(wěn)定，為獲得優(yōu) 良綜合性能的鋁合金提供了前提條件。采用本發(fā)明生產(chǎn)的鋁鈦硼線材在金相組織 的均勻程度上要優(yōu)于上述英國、荷蘭、美國公司的產(chǎn)品，對(duì)鋁材的細(xì)化效果與之 相當(dāng)。


圖1是未添加本發(fā)明所述離散劑的鋁鈦硼金相組織示意圖。 圖2是未添加本發(fā)明所述離散劑的鋁鈦硼金相組織示意圖。 圖3是添加本發(fā)明所述離散劑的鋁鈦硼金相組織示意圖。 圖4是添加本發(fā)明所述離散劑的鋁鈦硼金相組織示意圖。 圖5是原始鋁錠腐蝕試樣圖。圖6是未添加本發(fā)明所述離散劑的鋁鈦硼細(xì)化鋁錠效果圖。 圖7是添加本發(fā)明所述離散劑的鋁鈦硼細(xì)化鋁錠效果圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:將氟鋁酸鈉35kg、氯化鉀25kg、氯化鈉20kg混合均勻，加入坩堝爐中升溫 熔化，控制溶體溫度在700°C，攪拌10分鐘，然后依次加入氟化鎂15kg、氯化鈰 5kg，繼續(xù)攪拌3-5分鐘，然后澆注到一個(gè)鑄鋼模具中冷卻、破碎并粉碎成80目 離散劑，裝袋密封。實(shí)施例2:將氟鋁酸鈉40kg、氯化鉀25kg、氯化鈉15kg混合均勻，加入坩堝爐中升溫 熔化，控制溶體溫度在715°C，攪拌12分鐘，然后依次加入氟化鎂16kg、氯化鈰 4kg，繼續(xù)攪拌3-5分鐘，然后澆注到一個(gè)鑄鋼模具中冷卻、破碎并粉碎成140目 離散劑，裝袋密封。實(shí)施例3:將氟鋁酸鈉35kg、氯化鉀25kg、氯化鈉22kg混合均勻，加入坩堝爐中升溫 熔化，控制溶體溫度在73(TC，攪拌15分鐘，然后依次加入氟化鎂15kg、氯化鈰 3kg，繼續(xù)攪拌3-5分鐘，然后澆注到一個(gè)鑄鋼模具中冷卻、破碎并粉碎成200目 離散劑，裝袋密封。
權(quán)利要求
1. 一種鋁鈦硼生產(chǎn)用離散劑，其特征在于以重量百分比計(jì)，包括下列組分氟鋁酸鈉30～50％、氯化鉀20～30％、氯化鈉15～25％、氟化鎂10～20％、氯化鈰2～5％。
2、 權(quán)利要求1所述鋁鈦硼生產(chǎn)用離散劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟1) 將氟鋁酸鈉、氯化鉀、氯化鈉按配比混合均勻，加入坩堝爐中升溫熔化、攪拌；2) 依次加入氟化鎂、氯化鈰，繼續(xù)攪拌；3) 將熔液澆注到模具中，經(jīng)冷卻、破碎并粉碎后即得成品。
3、 如權(quán)利要求2所述鋁鈦硼生產(chǎn)用離散劑的制備方法，其特征在于步驟l) 的升溫后熔體溫度控制在700 730°C，攪拌時(shí)間10 15分鐘。
4、 如權(quán)利要求2所述鋁鈦硼生產(chǎn)用離散劑的制備方法，其特征在于步驟2) 中的攪拌時(shí)間3-5分鐘。
5、 如權(quán)利要求2所述鋁鈦硼生產(chǎn)用離散劑的制備方法，其特征在于步驟3) 粉碎至80 200目。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁鈦硼生產(chǎn)用離散劑及其制備方法。所述鋁鈦硼生產(chǎn)用離散劑以重量百分比計(jì)，包括下列組分氟鋁酸鈉30～50％、氯化鉀20～30％、氯化鈉15～25％、氟化鎂10～20％、氯化鈰2～5％。本發(fā)明的制備方法包括如下步驟1)將氟鋁酸鈉、氯化鉀、氯化鈉按配比混合均勻，加入坩堝爐中升溫熔化、攪拌；2)依次加入氟化鎂、氯化鈰，繼續(xù)攪拌；3)將熔液澆注到模具中，經(jīng)冷卻、破碎并粉碎后即得成品。本發(fā)明解決了鋁鈦硼晶粒中存在的大的及針狀的TiAl3相與TiB2相的堆積問題，并具有改善組織分布不均勻的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C1/03GK101265528SQ200810025490
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者佟龍福, 梅小明, 殊 王, 諸天柏, 陶衛(wèi)建 申請(qǐng)人:南京云海特種金屬股份有限公司