一種高質(zhì)量Al-5Ti-1B中間合金的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高質(zhì)量Al-5Ti-1B中間合金的制備方法，屬于鋁基中間合金的制備【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法采用雙級(jí)反應(yīng)-熔煉技術(shù)，即：用K2TiF6、KBF4、Na3AlF6、CaF2、MgF2混合物與Al熔體反應(yīng)的方法獲得初級(jí)Al-5Ti-1B熔體，進(jìn)而在電阻爐內(nèi)對(duì)熔體進(jìn)行熔煉，達(dá)到精煉與調(diào)整中間合金中Al3Ti粒子尺寸與分布的目的，制備高質(zhì)量Al-5Ti-1B中間合金。該方法制備的Al-5Ti-1B中間合金質(zhì)量高、對(duì)鋁合金的變質(zhì)效果好，滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。
【專利說明】一種高質(zhì)量ΑΙ-5?-1Β中間合金的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁基中間合金的制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高質(zhì)量Al-5T1-lB中間合金的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]Al-T1-B合金是工業(yè)上廣泛使用的鋁合金晶粒細(xì)化劑，對(duì)提高鋁合金的質(zhì)量和性能極為重要。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)Al-T1-B合金質(zhì)量與變質(zhì)性能的要求日益提高。通常在生產(chǎn)Al-T1-B合金時(shí)易于出現(xiàn)合金中TiAl3相尺寸過大或過小、合金含渣量較高、純凈度較低的問題。研制Al-T1-1B中間合金的生產(chǎn)技術(shù)，以提高Al-T1-B中間合金的質(zhì)量，滿足鋁合金生產(chǎn)行業(yè)對(duì)高質(zhì)量Al-T1-B中間合金的需求，具有重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種高質(zhì)量Al-5Ti_lB中間合金的制備方法，滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]一種高質(zhì)量Al-5Ti_lB中間合金的制備方法，該方法采用氟鹽混合物與鋁熔體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)獲取Α1-5---1Β中間合金；其中:按照氟鹽混合物中各組分占所述鋁熔體的質(zhì)量百分比計(jì)，所述氟鹽混合物由22?30%的K2TiF6、10?14%的KBF4、3.5?4.1%的Na3AlF6、0.015 ?0.035% 的 CaF2 和 0.015 ?0.035% 的 MgF2 組成；
[0006]該方法具體包括如下步驟:
[0007](I)所述的高質(zhì)量Al-5Ti_lB中間合金的制備方法，首先用中頻感應(yīng)爐將純鋁熔化，獲得鋁熔體；然后將熔體升溫至775?825°C ;將所述氟鹽混合物全部覆蓋于鋁熔體表面，并在775?825 V保溫反應(yīng)30min (以獲得Al3Ti粒子細(xì)小的中間合金熔體)，獲得Α1-5Τ?-1Β中間合金熔體及氟鹽。
[0008](2)將步驟(I)所得Al-5Ti_lB中間合金熔體及氟鹽轉(zhuǎn)入電阻爐內(nèi)，在775?825°C靜置保溫20?40min，以調(diào)整Al_5Ti_lB中間合金熔體中Al3Ti粒子尺寸與分布，并去除夾渣物，提高合金熔體純度。
[0009](3)將Al-5Ti_lB中間合金熔體表面的氟鹽倒出，對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌后，將其澆入金屬模，獲得Al-5T1-lB中間合金。
[0010]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0011]1、本發(fā)明方法制備的中間合金中，Al3Ti顆粒分布彌散，尺寸適中，形狀為塊狀，對(duì)鋁及合金的變質(zhì)效果好。
[0012]2、本發(fā)明方法制備的中間合金其含渣量低、純凈度高，能夠滿足鋁合金生產(chǎn)行業(yè)對(duì)高質(zhì)量Al-T1-B中間合金的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為實(shí)施例1中Al-5Ti_lB合金組織形貌；其中:圖(a):標(biāo)尺50 μ m;圖(b):標(biāo)尺2 μ m。
[0014]圖2為實(shí)施例2中Al-5Ti_lB合金組織形貌；其中:圖(a):標(biāo)尺100 μ m ;圖(b):標(biāo)尺2 μ m。
[0015]圖3為細(xì)化實(shí)驗(yàn)用不銹鋼模。
[0016]圖4為經(jīng)本發(fā)明制備的Al-5Ti_lB合金細(xì)化處理后工業(yè)純鋁的晶粒組織。
[0017]圖5為經(jīng)用某商用Al-5Ti_lB合金細(xì)化處理后工業(yè)純鋁的晶粒組織。

【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本發(fā)明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]將1.3公斤純鋁在感應(yīng)坩堝內(nèi)熔化并加熱至810°C，將312克K2TiF6、145克KBF4、
48.4克Na3AlF6、0.3克CaF2和0.3克MgF2粉(粒度160目-300目)混合均勻后覆蓋于鋁熔體表面，在810°C下保溫27min，將上述合金熔體及氟鹽轉(zhuǎn)入電阻爐內(nèi)在810°C靜置保溫26min,將合金熔體表面氟鹽倒出，對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌后，將其澆入金屬模，形成中間合金錠。
[0021]圖1為Al-5Ti_lB合金組織形貌。分析表明，本實(shí)施例所研制的Al_5Ti_lB合金中TiAl3顆粒尺寸在4.0?81.3之間，平均尺寸為20.4 μ m, TiB2顆粒尺寸在0.16?0.50 μ m之間，平均尺寸為0.33 μ m，合金中夾渣物含量很低。
[0022]實(shí)施例2
[0023]將1.3公斤純鋁在感應(yīng)坩堝內(nèi)熔化并加熱至800°C，將338克K2TiF6、156克KBF4、
49.4克Na3AlF6、0.3克CaF2和0.3克MgF2粉(粒度160目-300目)混合均勻后覆蓋于鋁熔體表面，在800°C下保溫30min，將上述合金熔體及氟鹽轉(zhuǎn)入電阻爐內(nèi)在800°C靜置保溫30min,將合金熔體表面氟鹽倒出，對(duì)合金熔體進(jìn)行攪拌后，將其澆入金屬模，形成中間合金錠。
[0024]圖2為Al-5Ti_lB合金組織形貌。分析表明，本實(shí)施例所研制的Al_5Ti_lB合金中TiAl3顆粒尺寸在4.08?81.8之間，平均尺寸為20.7 μ m, TiB2顆粒尺寸在0.18?0.51 μ m之間，平均尺寸為0.34 μ m，合金中夾渣物含量很低。
[0025]實(shí)施例3
[0026]采用實(shí)施例2制備的Al-5Ti_lB中間合金對(duì)純鋁進(jìn)行細(xì)化處理，過程如下:
[0027]晶粒細(xì)化試驗(yàn)材料為工業(yè)純鋁。試驗(yàn)設(shè)備為井式電阻爐和剛玉坩堝。將純鋁置于坩堝內(nèi)加熱熔化，待鋁熔體升至710°C?730°C后精煉、攪拌和扒渣，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%的Al-5T1-lB合金料，加入后攪拌30s左右，然后進(jìn)行保溫，在保溫不同時(shí)間后，澆注于不銹鋼模內(nèi)，不銹鋼模形狀如圖3所示。凝固后將試樣從距鋼模底部20mm處切，經(jīng)磨制、拋光并用0.5%的HF腐蝕后觀察試樣宏觀晶粒組織，并測量晶粒的平均直徑。
[0028]圖4為經(jīng)實(shí)施例3細(xì)化處理后工業(yè)純鋁的晶粒組織，分析表明，細(xì)化后的晶粒尺寸幾乎都在50 μ m以下。圖5為經(jīng)用某商用Al-5T1-lB合金細(xì)化處理后工業(yè)純鋁的晶粒組織，分析表明，細(xì)化后晶粒尺寸大約在100-150 μ m之間?？梢姡緦＠夹g(shù)制備的Al-5T1-lB合金具有很強(qiáng)的晶粒細(xì)化作用。
【權(quán)利要求】
1.一種高質(zhì)量Al-5T1-lB中間合金的雙級(jí)反應(yīng)-熔煉制備方法，其特征在于:該方法采用氟鹽混合物與鋁熔體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)獲取Α1-5---1Β中間合金；其中:按照氟鹽混合物中各組分占所述鋁熔體的質(zhì)量百分比計(jì)，所述氟鹽混合物由22?30%的K2TiF6UO?14%的 KBF4,3.5 ?4.1% 的 Na3AlF6、0.015 ?0.035% 的 CaF2 和 0.015 ?0.035% 的 MgF2 組成；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Al-5T1-lB中間合金的制備方法，其特征在于:該方法具體包括如下步驟: (1)所述的高質(zhì)量Al-5T1-lB中間合金的制備方法，首先用中頻感應(yīng)爐將純鋁熔化，獲得鋁熔體，然后升溫至775?825°C，將所述氟鹽混合物全部覆蓋于鋁熔體表面，并在775?825°C下保溫反應(yīng)30min，獲得Al-5T1-lB中間合金熔體及氟鹽； (2)將步驟(I)所得Al-5T1-lB中間合金熔體及氟鹽轉(zhuǎn)入電阻爐內(nèi)，在775?825°C靜置保溫20?40min ； (3)將Al-5T1-lB中間合金熔體表面的氟鹽倒出，對(duì)Al-5T1-lB中間合金熔體進(jìn)行攪拌后，并將其澆入金屬模，獲得Al-5T1-lB中間合金。
【文檔編號(hào)】C22C1/03GK104278176SQ201310275375
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】趙九洲, 江鴻翔, 楊雪村 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所, 安徽朝山新材料股份有限公司