[发明专利]一种铝钛硼晶粒细化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铝钛硼晶粒细化剂及其制备方法。所述的铝钛硼晶粒细化剂是以钛粉、氟硼酸钾、氟钛酸钾、氟铝酸钾和纯铝为原料制备得到，所述的铝钛硼晶粒细化剂有TiAlsubgt;3/subgt;和TiBsubgt;2/subgt;两相，其中TiBsubgt;2/subgt;颗粒呈球形颗粒状，分布均匀，尺寸为0.5~1.5um；TiAlsubgt;3/subgt;为少锐角块状，分布均匀成弥散状，尺寸小于50um。本发明生产工艺简单，原材料来源广泛，制备的铝钛硼精炼细化剂合金有TiAlsubgt;3/subgt;和TiBsubgt;2/subgt;两相，TiAlsubgt;3/subgt;相形貌呈现为少锐角块状，分布较为均匀成弥散状，无聚集成团现象，尺寸大多在50μm以下；TiB2相形貌为球形颗粒状，分布大体均匀，以点状形式密集散布在铝基体上面，在少部分区域呈现聚集成点带区，尺寸大多是在1μm左右，铝钛硼精炼细化剂合金细化效果良好。

技术领域

本发明属于冶金熔炼领域，涉及铝钛硼合金的制备工艺，具体为一种铝钛硼晶粒细化剂及其制备方法。

背景技术

对铝材进行晶粒细化，能充分解决加工中的工程问题和获取具有优良综合性能的铝合金产品。通过添加晶粒细化剂的方法，为铝及铝合金工业生产中最常规的晶粒细化方法，基于铝钛硼晶粒细化剂的种种优点，全球大约有70%的铝产业使用它进行晶粒细化。采用氟钛酸钾、氟硼酸钾与铝发生氟盐反应的熔盐法，是目前工业化生产制备铝钛硼晶粒细化剂的主要方法，但是存在着产品第二相尺寸大、形貌不规则和分布不均匀合，TiB2聚集成团等问题，造成产品实际应用中细化效果不稳定。因此急需一种细化效果稳定的制备铝钛硼晶粒细化剂的方法。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种铝钛硼晶粒细化剂；第二目的在于提供所述的铝钛硼晶粒细化剂的制备方法。

本发明解决目前制备铝钛硼晶粒细化剂的方法中，采用氟钛酸钾、氟硼酸钾与铝发生氟盐反应的熔盐法制备出的铝钛硼晶粒细化剂，产品中第二相尺寸大、形貌不规则和分布不均匀合，TiB2聚集成团、造成产品实际应用中细化效果不稳定等技术问题，从而提供一种用氟铝酸钾、氟钛酸钾、钛粉、氟硼酸钾制备铝钛硼晶粒细化剂的方法。

本发明的第一目的是这样实现的，所述的铝钛硼晶粒细化剂是以钛粉、氟硼酸钾、氟钛酸钾、氟铝酸钾和纯铝为原料制备得到，所述的铝钛硼晶粒细化剂有TiAl₃和TiB₂两相，其中TiB₂颗粒呈球形颗粒状，分布均匀，尺寸为0.5~1.5um；TiAl₃为少锐角块状，分布均匀成弥散状，尺寸小于50um。

本发明的第二目的是这样实现的，包括前处理、合金化、后处理步骤，具体包括：

A、前处理：

1）按配方配比称取原料钛粉、氟硼酸钾、氟钛酸钾、氟铝酸钾和纯铝；

2）将钛粉和氟铝酸钾混合均匀，压制成型得到物料a；

3）称取配方配比氟钛酸钾质量的20~30%得到物料b；

4）将余量70~80%的氟钛酸钾与配方配比的氟硼酸钾混合均匀得到混合氟盐c；

5）将配方配比的纯铝熔化得到物料d；

B、合金化：

1）将物料a加入到物料d中进行合金化得到铝钛合金熔体e；

2）将铝钛合金熔体e经精炼、扒渣，再加入物料b覆盖住铝钛合金熔体液面；提升铝钛合金熔体e温度至850~880℃，然后加入混合氟盐c，在温度850~880℃保温反应60~90min得到铝合金熔体f；

C、后处理：将铝合金熔体f经精炼、浇铸得到目标物铝钛硼晶粒细化剂。

具体操作如下：