[发明专利]一种晶粒高效细化的铝合金制备方法

说明书

本发明涉及一种晶粒高效细化的铝合金制备方法，属于铝合金制备技术领域。该方法包含如下步骤：(1)将工业纯铝加热、熔化，于650～750℃保温，形成熔体A；(2)用与步骤(1)相同的工业纯铝稀释晶粒细化剂Al‑Ti‑B中间合金，并加热、熔化，于800～1200℃保温、搅拌至Al‑5Ti‑1B中间合金中的TiB₂、TiAl₃粒子完全溶解，形成熔体B；(3)将熔体B快冷至熔体A的保温温度后，恒温静置0～30min，期间不断搅拌；(4)将熔体B快速倒入熔体A中、充分搅拌形成熔体C后，浇入模具内冷却，即可获得晶粒高效细化的铝合金铸锭。本发明通过将Al‑Ti‑B中间合金于高温重熔、保温一定时间，形成均一熔体后，直接降温、细化铝合金。本发明制备方法提高铝合金晶粒细化程度，具有很好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及一种晶粒高效细化的铝合金制备方法，属于铝合金制备技术领域。

背景技术

工业生产中，常用Al-Ti-B中间合金细化铝合金铸态晶粒组织。有关Al-Ti-B对α-Al晶粒细化机制及对铝合金凝固组织影响的研究已很深入，并取得了显著进展。研究表明，铝合金熔体中同时存在溶质Ti和尺寸适当且分布集中的TiB₂粒子时，晶粒细化效果较好。然而，Al-5Ti-1B中间合金中的TiB₂粒子尺寸分布较宽，通常存在一些尺寸在数微米以上的TiB₂粒子和尺寸更大的TiB₂粒子团簇，用这样的细化剂按传统的细化工艺对铝合金熔体进行细化处理，可能给一些铝合金铸锭的后续加工带来严重危害，如：导致铝箔产生针孔或航空用铝合金薄板结构件产生表面划痕、条纹缺陷等。另外，晶粒细化效果已不能满足高性能铝合金的生产需求。因此，研发新型高效细化处理方法，提高晶粒细化效果，具有重要的科学与实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶粒高效细化的铝合金制备方法，以满足工业生产中铝合金行业对高品质铝合金产品的需求。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种晶粒高效细化的铝合金制备方法，包含如下步骤：

(1)将工业纯铝加热、熔化，于650～750℃保温，形成熔体A；

(2)用与步骤(1)相同的工业纯铝稀释晶粒细化剂Al-Ti-B中间合金，并加热、熔化，于800～1200℃保温、搅拌至Al-5Ti-1B中间合金中的TiB₂、TiAl₃粒子完全溶解，形成熔体B；

(3)将熔体B快冷至熔体A的保温温度后，恒温静置0～30min，期间不断搅拌；

(4)将熔体B快速倒入熔体A中、充分搅拌形成熔体C后，浇入模具内冷却，即可获得晶粒高效细化的铝合金铸锭。

所述的晶粒高效细化的铝合金制备方法，工业纯铝的粒度为1～15cm，Al-Ti-B中间合金的粒度为0.2～10cm。

所述的晶粒高效细化的铝合金制备方法，步骤(2)所得熔体B中，形成含Al-5Ti-1B占工业纯铝质量百分比为0.2～9.0％的熔体B。

所述的晶粒高效细化的铝合金制备方法，步骤(3)中，优选的，快冷速度为10～1000℃/s，恒温静置10～30min。

所述的晶粒高效细化的铝合金制备方法，步骤(4)所得铝合金铸锭中，Ti、B所占质量百分比分别为：0.003～0.05％和0.0006～0.01％。

所述的晶粒高效细化的铝合金制备方法，步骤(4)所得铝合金铸锭中，含Al-5Ti-1B占工业纯铝质量百分比为0.2～0.6％。

所述的晶粒高效细化的铝合金制备方法，步骤(4)所得铝合金铸锭中，晶粒尺寸为50～150微米。

本发明制备方法的优点及有益效果为：