[发明专利]一种铝-钛-硼细化剂板的制备工艺

说明书

本发明提供一种铝‑钛‑硼细化剂板带的制备工艺，其流程为：细化剂合金熔体的制备‑铸轧‑卷曲，其特征在于，其中细化剂合金熔体的制备方法包括如下步骤：分别制备铝‑钛和铝‑硼中间合金熔体，控制中间合金熔体温度为750～900℃；将铝‑钛和铝‑硼中间合金熔体进行混合反应，并在750～900℃下保温10～60分钟，然后把混合熔体温度降低至710～750℃。本发明工艺简单，操作方便，解决了传统工艺方法制备的铝‑钛‑硼细化剂中的TiAl₃、TiB₂粒子分布不均，数量少，尺寸较大的问题，提高了细化效率。

技术领域

本发明涉及合金冶炼领域，具体为一种铝-钛-硼细化剂板的制备工艺。

背景技术

在制造和生产铝及铝合金产品时最常用和有效的组织细化方法是在铝合金熔体中加入细化剂，在铝及铝合金的凝固过程中通过细化剂的异质形核使组织得到细化。铝-钛-B中间合金是目前使用的最为广泛的铝合金细化剂，世界上75％的铝工业使用铝-钛-硼细化剂，我国生产厂家已达20多家，产量每年达2000吨，但仍不能满足国内市场快速增长的需求，每年仍需从国外进口3000吨以上。与国外的铝钛硼细化剂产品相比，我国生产的铝-钛-硼细化剂的质量存在一定差距，主要包括铝-钛-硼细化剂线杆中TiAl₃分布不够均匀，TiB₂颗粒较为粗大且分布不均，偏聚现象严重，细化效果欠佳。

大量的研究工作表明，铝-钛-硼细化剂对铝及铝合金的细化效果主要与TiAl₃、TiB₂活性质点的形状、大小、分布和数量有关，活性质点尺寸越细小、分布越均匀，数量越多，其细化效果越好。TiAl₃粒子有块状、针状和花瓣状三种形貌，其中块状的TiAl₃粒子对细化效果最有利；TiB₂粒子一般为颗粒状，粒子越均匀细小，细化效果越好。

现有的铝-钛-硼细化剂的生产工艺主要有氟盐法、元素混合法和自蔓延高温合成法等，这些制备工艺存在诸多缺陷，如：在氟盐法制备的铝-钛-硼合金中TiAl₃粒子为团块状与针片状共存，TiB₂粒子呈聚集团状存在；在元素混合法制备的铝-钛-硼细化剂中TiB₂粒子较少；而使用自蔓延高温合成法在制备铝-钛-硼合金时，SHS反应温度很难控制。随着高质量、高性能铝材的广泛应用，铝加工业对铝-钛-硼细化剂的要求也越来越高，显然使用现有工艺制备的铝-钛-硼细化剂的细化水平远不能满足高质量铝材的需求。

发明内容

本发明针对目前铝钛硼细化剂制备中存在的问题提出了一种通过分步制液、控制反应温度和时间及采用铸轧工艺制备铝钛硼细化剂板的生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铝-钛-硼细化剂板的制备工艺，其流程为：细化剂合金熔体的制备-铸轧-卷曲，其中细化剂合金熔体的制备方法包括如下步骤：分别制备铝-钛和铝-硼中间合金熔体，控制中间合金熔体温度为750～900℃；将铝-钛和铝-硼中间合金熔体进行混合反应，并在750～900℃下保温10～60分钟，然后把混合熔体温度降低至710～750℃。

进一步地，以质量分数计，所述铝-钛中间合金中，钛含量为8％～20％，所述铝-钛中间合金中，硼含量为1％～5％，其中铝-钛、铝-硼中间合金配比根据所需钛与硼的比例配入。

进一步地，所述细化剂合金熔体的制备方法具体包括如下步骤：

(1)配料：按上述配比进行中间合金配料，其中，铝采用工业纯铝锭，钛和硼可以采用钛盐或金属钛和硼盐；

(2)中间合金熔体的制备：