[发明专利]一种具有晶粒细化特性的铝合金材料及其生产方法

说明书

本发明公开了一种具有晶粒细化特性的铝合金材料，其组成成分按重量百分比为：硅Si≤0.25%,铁Fe≤0.30%,钒V≤0.05%,锆Cr≤0.15%,镍Ni≤0.15%，钛Ti≤14‑16%，其他单个杂质含量＜0.10%，杂质总含量＜0.1%，余量为铝。生产方法如下：先加入固体冷料和电解铝液配料，适温下加热熔化，开启中频炉保持温度均匀和成分均匀，将钛屑缓慢撒入铝液表面，再用耙子将钛屑压入铝液表面以下；关闭电流，静置合金化2小时；去除铝液中的杂质，铸造温度控制在790～810℃，生产出符合要求的晶粒细化材料。本发明所得产品成分稳定均匀、内部组织致密、TiAl₃无明显团聚、表面光滑清洁、无杂质，是生产具有晶粒细化特性的铝合金材料的最佳生产方法。

一、技术领域：

本发明涉及一种具有晶粒细化特性的铝合金材料的组成成分及其生产方

法，广泛应用于生产铝合金产品的细化剂材料，改善铝合金产品的组织结构，提高产品的力学性能。

二、背景技术：

晶粒细化特性的铝合金材料是生产铝合金材料必不可少的晶粒细化剂材料，该材料在铝合金材料的生产过程主要作用是获得较为纯净的铝溶体，获得较为细腻的晶粒组织、提高合金产品的力学性能。该产品主要是通过采用中频炉将钛屑和铝液进行充分溶解，得到成分均匀的铝溶体，根据合金特性采用人工浇注方式生产成合金锭。产品的主要技术指标为：钛Ti含量14～16%，产品表面要求光洁、无飞边毛刺、夹渣、腐蚀、油污等；断口组织：晶粒均匀细腻，TiAl₃无明显团聚，无夹杂物等缺陷。

目前铝钛中间合金作为一种应用最广泛、最成熟的铝合金细化剂，可以有效改善铝合金内部组织结构，增强延展性、硬度、强度、抗击等性能，随着铝合金产品的广泛应用，特别是高端铝合金新材料的不断涌现，对产品的质量提出了更高的要求，优质的铝中间合金锭产品的应用得到快速发展，市场需求也将随之逐步扩大，有较好的市场前景。

三、发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有生产工艺的不足，提供一种成分稳定均匀、内部组织致密、无夹杂物、晶粒均匀细腻、TiAl₃无明显团聚缺陷的具有晶粒细化特性的铝合金材料及其生产方法，来满足市场以及企业的需求。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种具有晶粒细化特性的铝合金材料，该材料的组成成分按重量百分比为：硅Si≤0.20%,铁Fe≤0.25%,钒V≤0.05%,锆Cr≤0.15%,镍Ni≤0.15%，钛Ti≤14～16%，其他单个杂质含量＜0.10%，杂质总含量＜0.10%，余量为铝。

上面所述的具有晶粒细化特性的铝合金材料，其生产方法如下：

A、先加入纯铝锭固体冷料0.05吨，再加入电解铝液配料，其中电解铝液占配料重量份的90～95%，纯铝锭固体冷料占配料重量份的5～10%，电解铝液中铁含量Fe≤0.20%，Si≤0.10%，开启中频炉升温搅拌，让纯铝锭固体冷料融化和成分均匀，得混合铝液；

B、在混合铝液中撒入1kg打渣剂，然后捞渣；

C、加入钛屑的质量要求及加入量计算方式如下：

质量要求：钛要求表面无油污；

计算方式：按钛内控范围15～16%含量计算钛屑加入量（钛屑重量=原铝重量*0.105）；

D、熔体合金化：铝液温度控制在850±30℃，开启中频炉30%功率，将钛屑缓慢撒入铝液表面，再用耙子将钛屑压入铝液表面以下；

E、关闭电流，静置合金化2小时；期间静置1小时后用搅拌耙子兜底测试Ti屑熔化情况，之后，每20分钟测试1次；

F、捞渣：将铝液表面的浮渣捞干净；