本发明涉及合金冶炼领域，具体涉及一种铝钛硼复合添加剂及其制备方法。
背景技术：
1、铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着铝加工及铝合金工业的不断发展，铝合金的研制已经被列为重点发展的技术。铝合金常用的合金元素有硅、铁、铜、镁、镍、锌、钒等，合金化是铝合金生产工艺流程中重要的一环。近年来，有研究发现，钛和硼的添加成为铝合金的变质细化元素，传统的添加钛和硼元素的方法有两种，其一是利用中间合金的方法加入；其二是采用金属添加剂的方式加入。
2、发明人团队在实际应用时发现存在如下的问题：采用金属添加剂的方式添加钛和硼时，为了使元素充分完全熔融，并均匀的分散在铝熔体内，需要使熔炉的温度达到1668℃以上，而铝的熔点只有660℃，高温会使得铝熔体气化，进而产生烧损。同时，在此过程中，未气化的铝液在高温下，易与周围的氧气、氢气、水等发生反应，形成难以去除的杂质，导致形成的铝合金的纯度低，其机械性能不能满足使用需求。
技术实现思路
1、本发明意在提供一种铝钛硼复合添加剂及其制备方法，以解决现有技术中在制备铝合金时添加钛和硼需在高温下融化，导致的铝合金纯度低且机械性能不理想的问题。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种铝钛硼复合添加剂，按质量百分比计包括如下原料：硼盐10-30％、tio2粉30-60％、表面活性剂0.5-2.5％、助熔剂0.1-2.8％，余量为铝粉；硼盐和tio2粉的粒径均为梯度混合，且粒径梯度范围及各粒径占比均为：80-150目占比15-25％、150-300目占比10-15％、300-350目占比25-30％、350-500目占比15-30％、余量为粒径≥500目。
3、优选的，作为一种改进，铝粉生物粒径也为梯度混合，铝粉的粒径梯度范围及各粒径占比为：200-250目占比30-35％、250-400目占比35-45％，余量为粒径≥500目。
4、优选的，作为一种改进，硼盐为氟化硼。
5、优选的，作为一种改进，表面活性剂为十二烷基硫磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
6、优选的，作为一种改进，助熔剂为氟硼酸钾、氟钛酸钾、氟硅酸钾、氟铝酸钾中的至少一种。
7、优选的，作为一种改进，表面活性剂为十二烷基硫磺酸钠与十二烷基苯磺酸钠按照质量比为(1-3.5)：(3-5)混合而成。
8、优选的，作为一种改进，助熔剂为氟硼酸钾、氟钛酸钾与氟铝酸钾按照质量比为(1-3)：(2-5)：(3.5-6)。
9、优选的，作为一种改进，一种铝钛硼复合添加剂的制备方法，包括如下步骤：
10、步骤一、原料破碎及筛分：对硼盐、tio2粉和铝粉进行破碎并筛分，筛分后硼盐、tio2粉和铝粉的粒径均为梯度混合；
11、步骤二、配料及混料：将筛分后的硼盐、tio2粉、铝粉与表面活性剂及助熔剂混合，得混合料；
12、步骤三、压制：将混合料压制成型，得坯料；
13、步骤四、对坯料进行干燥；
14、步骤五、筛分。
15、优选的，作为一种改进，步骤二中，混料时间为45-60min，混料速度为15-20rpm。
16、优选的，作为一种改进，步骤三中，压制压力为23-26mpa；步骤四中，干燥温度为100℃。
17、本方案的原理及优点是：实际应用时，本技术方案中，针对现有技术中在制备铝合金时添加钛和硼需在高温下融化，导致的铝合金纯度低且机械性能不理想的问题，进行反向的原因分析：金属添加剂想要发挥最大的效用，需要其在熔体内快速融化完全并均匀分散在熔体体系内，发明人发现，融化速度、分散程度与金属粉末的粒径存在非常大的关联性。金属粉末粒径越大，压制后坯料的紧密度越低，将其投入到铝合金体系内粉末状的物料非常容易脱落，且大粒径的脱落物融化速度也较慢。而金属粉末粒径越小，虽然压制较为紧密，但是其融化温度并没有明显的降低，而且还会因压制密度过大而出现坯料快速下沉到炉底的现象，导致添加剂未完全熔化即沉降到炉底，更加不利于其融化与分散。而且，现有的金属添加剂普遍采用单一粒径的金属粉末进行压制，通过粒径的调控很难兼顾脱落与沉降的问题。
18、本技术方案中，发明人团队经过多年潜心研究，跳脱出了现有技术壁垒，创造性的采用金属元素粉末进行梯度粒径配比使用，并添加助熔剂与表面活性剂，使其不仅能够平衡粉末状物料脱落与融化温度的问题，而且还能够在表面活性剂的作用下降低下沉速度，同时在助熔剂的作用下提高融化速度，保证添加剂完全融化、高效发挥作用。将本技术方案制备得到的铝钛硼添加剂应用于铝合金的制备中，能够保证铝合金的耐腐蚀性、耐磨性、硬度及抗疲劳强度，且能够提高合金晶粒细化程度。
1.一种铝钛硼复合添加剂，其特征在于：按质量百分比计包括如下原料：硼盐10-30％、tio2粉30-60％、表面活性剂0.5-2.5％、助熔剂0.1-2.8％，余量为铝粉；硼盐和tio2粉的粒径均为梯度混合，且粒径梯度范围及各粒径占比均为：80-150目占比15-25％、150-300目占比10-15％、300-350目占比25-30％、350-500目占比15-30％、余量为粒径≥500目。
2.根据权利要求1所述的一种铝钛硼复合添加剂，其特征在于：所述铝粉生物粒径也为梯度混合，铝粉的粒径梯度范围及各粒径占比为：200-250目占比30-35％、250-400目占比35-45％，余量为粒径≥500目。
3.根据权利要求2所述的一种铝钛硼复合添加剂，其特征在于：所述硼盐为氟化硼。
4.根据权利要求3所述的一种铝钛硼复合添加剂，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基硫磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种铝钛硼复合添加剂，其特征在于：所述助熔剂为氟硼酸钾、氟钛酸钾、氟硅酸钾、氟铝酸钾中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的一种铝钛硼复合添加剂，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基硫磺酸钠与十二烷基苯磺酸钠按照质量比为(1-3.5)：(3-5)混合而成。
7.根据权利要求6所述的一种铝钛硼复合添加剂，其特征在于：所述助熔剂为氟硼酸钾、氟钛酸钾与氟铝酸钾按照质量比为(1-3)：(2-5)：(3.5-6)。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种铝钛硼复合添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种铝钛硼复合添加剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，混料时间为45-60min，混料速度为15-20rpm。
10.根据权利要求9所述的一种铝钛硼复合添加剂的制备方法，其特征在于：步骤三中，压制压力为23-26mpa；步骤四中，干燥温度为100℃。