一种高质量Al-5Ti-1B中间合金的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高质量Al-5Ti-1B中间合金的制备方法，属于铝基中间合金的制备【技术领域】。该方法采用双级反应-熔炼技术，即：用K2TiF6、KBF4、Na3AlF6、CaF2、MgF2混合物与Al熔体反应的方法获得初级Al-5Ti-1B熔体，进而在电阻炉内对熔体进行熔炼，达到精炼与调整中间合金中Al3Ti粒子尺寸与分布的目的，制备高质量Al-5Ti-1B中间合金。该方法制备的Al-5Ti-1B中间合金质量高、对铝合金的变质效果好，满足工业生产需求。
【专利说明】一种高质量ΑΙ-5?-1Β中间合金的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝基中间合金的制备【技术领域】，具体涉及一种高质量Al-5T1-lB中间合金的制备方法。
【背景技术】
[0002]Al-T1-B合金是工业上广泛使用的铝合金晶粒细化剂，对提高铝合金的质量和性能极为重要。随着工业技术的不断发展，对Al-T1-B合金质量与变质性能的要求日益提高。通常在生产Al-T1-B合金时易于出现合金中TiAl3相尺寸过大或过小、合金含渣量较高、纯净度较低的问题。研制Al-T1-1B中间合金的生产技术，以提高Al-T1-B中间合金的质量，满足铝合金生产行业对高质量Al-T1-B中间合金的需求，具有重要的意义。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种高质量Al-5Ti_lB中间合金的制备方法，满足工业生产需求。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]一种高质量Al-5Ti_lB中间合金的制备方法，该方法采用氟盐混合物与铝熔体进行化学反应获取Α1-5---1Β中间合金；其中:按照氟盐混合物中各组分占所述铝熔体的质量百分比计，所述氟盐混合物由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 组成；
[0006]该方法具体包括如下步骤:
[0007](I)所述的高质量Al-5Ti_lB中间合金的制备方法，首先用中频感应炉将纯铝熔化，获得铝熔体；然后将熔体升温至775?825°C ;将所述氟盐混合物全部覆盖于铝熔体表面，并在775?825 V保温反应30min (以获得Al3Ti粒子细小的中间合金熔体)，获得Α1-5Τ?-1Β中间合金熔体及氟盐。
[0008](2)将步骤(I)所得Al-5Ti_lB中间合金熔体及氟盐转入电阻炉内，在775?825°C静置保温20?40min，以调整Al_5Ti_lB中间合金熔体中Al3Ti粒子尺寸与分布，并去除夹渣物，提高合金熔体纯度。
[0009](3)将Al-5Ti_lB中间合金熔体表面的氟盐倒出，对合金熔体进行搅拌后，将其浇入金属模，获得Al-5T1-lB中间合金。
[0010]本发明具有以下有益效果:
[0011]1、本发明方法制备的中间合金中，Al3Ti颗粒分布弥散，尺寸适中，形状为块状，对铝及合金的变质效果好。
[0012]2、本发明方法制备的中间合金其含渣量低、纯净度高，能够满足铝合金生产行业对高质量Al-T1-B中间合金的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为实施例1中Al-5Ti_lB合金组织形貌；其中:图(a):标尺50 μ m;图(b):标尺2 μ m。
[0014]图2为实施例2中Al-5Ti_lB合金组织形貌；其中:图(a):标尺100 μ m ;图(b):标尺2 μ m。
[0015]图3为细化实验用不锈钢模。
[0016]图4为经本发明制备的Al-5Ti_lB合金细化处理后工业纯铝的晶粒组织。
[0017]图5为经用某商用Al-5Ti_lB合金细化处理后工业纯铝的晶粒组织。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图及实施例详述本发明。
[0019]实施例1
[0020]将1.3公斤纯铝在感应坩埚内熔化并加热至810°C，将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)混合均匀后覆盖于铝熔体表面，在810°C下保温27min，将上述合金熔体及氟盐转入电阻炉内在810°C静置保温26min,将合金熔体表面氟盐倒出，对合金熔体进行搅拌后，将其浇入金属模，形成中间合金锭。
[0021]图1为Al-5Ti_lB合金组织形貌。分析表明，本实施例所研制的Al_5Ti_lB合金中TiAl3颗粒尺寸在4.0?81.3之间，平均尺寸为20.4 μ m, TiB2颗粒尺寸在0.16?0.50 μ m之间，平均尺寸为0.33 μ m，合金中夹渣物含量很低。
[0022]实施例2
[0023]将1.3公斤纯铝在感应坩埚内熔化并加热至800°C，将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)混合均匀后覆盖于铝熔体表面，在800°C下保温30min，将上述合金熔体及氟盐转入电阻炉内在800°C静置保温30min,将合金熔体表面氟盐倒出，对合金熔体进行搅拌后，将其浇入金属模，形成中间合金锭。
[0024]图2为Al-5Ti_lB合金组织形貌。分析表明，本实施例所研制的Al_5Ti_lB合金中TiAl3颗粒尺寸在4.08?81.8之间，平均尺寸为20.7 μ m, TiB2颗粒尺寸在0.18?0.51 μ m之间，平均尺寸为0.34 μ m，合金中夹渣物含量很低。
[0025]实施例3
[0026]采用实施例2制备的Al-5Ti_lB中间合金对纯铝进行细化处理，过程如下:
[0027]晶粒细化试验材料为工业纯铝。试验设备为井式电阻炉和刚玉坩埚。将纯铝置于坩埚内加热熔化，待铝熔体升至710°C?730°C后精炼、搅拌和扒渣，加入质量分数为0.4%的Al-5T1-lB合金料，加入后搅拌30s左右，然后进行保温，在保温不同时间后，浇注于不锈钢模内，不锈钢模形状如图3所示。凝固后将试样从距钢模底部20mm处切，经磨制、抛光并用0.5%的HF腐蚀后观察试样宏观晶粒组织，并测量晶粒的平均直径。
[0028]图4为经实施例3细化处理后工业纯铝的晶粒组织，分析表明，细化后的晶粒尺寸几乎都在50 μ m以下。图5为经用某商用Al-5T1-lB合金细化处理后工业纯铝的晶粒组织，分析表明，细化后晶粒尺寸大约在100-150 μ m之间。可见，本专利技术制备的Al-5T1-lB合金具有很强的晶粒细化作用。
【权利要求】
1.一种高质量Al-5T1-lB中间合金的双级反应-熔炼制备方法，其特征在于:该方法采用氟盐混合物与铝熔体进行化学反应获取Α1-5---1Β中间合金；其中:按照氟盐混合物中各组分占所述铝熔体的质量百分比计，所述氟盐混合物由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 组成；
2.根据权利要求1所述的Al-5T1-lB中间合金的制备方法，其特征在于:该方法具体包括如下步骤: (1)所述的高质量Al-5T1-lB中间合金的制备方法，首先用中频感应炉将纯铝熔化，获得铝熔体，然后升温至775?825°C，将所述氟盐混合物全部覆盖于铝熔体表面，并在775?825°C下保温反应30min，获得Al-5T1-lB中间合金熔体及氟盐； (2)将步骤(I)所得Al-5T1-lB中间合金熔体及氟盐转入电阻炉内，在775?825°C静置保温20?40min ； (3)将Al-5T1-lB中间合金熔体表面的氟盐倒出，对Al-5T1-lB中间合金熔体进行搅拌后，并将其浇入金属模，获得Al-5T1-lB中间合金。
【文档编号】C22C1/03GK104278176SQ201310275375
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月1日 优先权日:2013年7月1日
【发明者】赵九洲, 江鸿翔, 杨雪村 申请人:中国科学院金属研究所, 安徽朝山新材料股份有限公司