[發(fā)明專利]一種鋁鈦碳鍶合金細化劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710071311.7
• 申請日: 2007-09-12
• 公開（公告）號: CN101338381A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛炳灶;陳曉龍;李宏
• 申請（專利權(quán)）人: 葛炳灶
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/03
• 代理公司: 杭州華鼎知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所（普通合伙）
• 代理人: 竺詩忍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁鈦碳中間合金細化劑的制備方法，尤其是一種鋁鈦碳鍶合金細化劑的制備方法。

背景技術(shù)

自1986年Banerji等人通過采用特殊工藝，成功地制造出Al-Ti-C中間合金細化劑以來，Al-Ti-C合金細化劑的研究工作有了新的進展，研究人員探索出了多種不同的制備方法，如液-固反應(yīng)法、SHS(Self-propagating?High-temperature?Synthesis，自蔓延高溫合成)鑄造法、XD(Exothermic?Desposition，放熱反應(yīng)法)法、VLS(Vapor-liquid-solid，氣-液-固接觸反應(yīng)法)法、快速凝固法、接觸反應(yīng)法等，但這些方法生產(chǎn)成本高、設(shè)備復(fù)雜、條件苛刻，很難實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。為了將來生產(chǎn)的鋁鈦碳鍶合金中間合金細化劑能夠投入工業(yè)生產(chǎn)，我國也在不斷進行該方面的研究，如2004年12月31日申請的公告號為CN1298463的“在超聲場作用下制備鋁鈦碳中間合金晶粒細化劑的方法”發(fā)明專利中就公開了一種更便捷的制備方法。但是該發(fā)明中還是有不少遺憾，比如工藝流程中對于原料沒有進行必要的處理，眾所周知，石墨粉與鋁熔體潤濕難，如果不進行處理，將大大增加整個工藝的最終效果，也相當(dāng)于增加了加工的成本，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。其中的覆蓋劑使用的是NaCl和KCl，卻沒有任何保護方式，在反應(yīng)過程中將產(chǎn)生劇毒的HCl，如果不處理，將對工作人員身體造成嚴(yán)重的損害。更為嚴(yán)重的是，該發(fā)明專利中提到了以包含鑭、鈰的混合稀土、以及鍶、磷作為成份，但是沒有說明它們是以什么為原料制作的，畢竟這些化合物如果是不純凈單一元素，而是混合物，其中的一些額外的混合元素會對最終產(chǎn)物帶來不可估量的后果。例如鍶元素，如果是直接加入的話同時，由于其特性，在進行高溫反應(yīng)的同時，其將不斷與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣和無用的氧化鍶，在最終產(chǎn)品中產(chǎn)生針孔。該生產(chǎn)工藝中需要使用頻率達到15-25KHz的超聲波發(fā)生器，這類設(shè)備無論是購買成本還是使用成本都非常高昂，不利于工廠大規(guī)模生產(chǎn)使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋁鈦碳鍶合金細化劑的制備方法，擁有更良好的控制性，增強鈦源和碳源相對鋁熔體的潤濕性，確保流程產(chǎn)品的穩(wěn)定性，提高最終產(chǎn)品的成品率，提高加工效率，減少加工流程中的損耗，并且不會污染環(huán)境。為了達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明一種鋁鈦碳鍶合金細化劑的制備方法，包括以下步驟：

1、將原料石墨粉在坩堝電阻爐中700℃預(yù)熱30～60min，K₂TiF₆在干燥箱內(nèi)80℃預(yù)熱30～60min；

2、用中頻感應(yīng)爐熔化工業(yè)純鋁；

3、將鋁熔體過熱至800～900℃，將預(yù)熱好的K₂TiF₆和石墨粉后加入鋁熔體，對熔體進行攪拌；

4、在鋁熔體表面撒上鋁合金覆蓋劑；

5、升高爐溫至1200～1300℃，保溫15min；

6、除去表面鹽層和熔渣后降溫至800～900℃；

7、加入Al-10Sr中間合金，

8、保溫后再攪拌并澆鑄于砂型中。

其中該方法中所述的Al-10Sr制造工藝為：

1、用石墨坩堝熔化工業(yè)純鋁；

2、待純鋁熔化后，升溫至830℃；

3、將工業(yè)純鍶加入鋁熔體；

4、保溫15min

5、熔體經(jīng)攪拌后用惰性氣體精煉；

6、扒渣后澆注到預(yù)熱的金屬型中。

由于本發(fā)明中的鍶是先合成化合物AL-10Sr，同時用惰性氣體精煉，能減少整個生產(chǎn)過程中的針孔產(chǎn)生的機會。在操作流程完全符合規(guī)范的情況下，能完全避免針孔的出現(xiàn)，同時也對后期加工帶來了便利。

優(yōu)選的，鋁合金覆蓋劑各成分質(zhì)量百分比為：NaCl?30％，KCl40％，NaF30％。這樣配比的覆蓋劑價格低廉，同時能保證反應(yīng)過程的良好，KCl-NaCl混合物為主要成分的熔劑可以覆蓋和保護鋁液不被氧化。尤其是因為添加了NaF這個活性熔劑，能大大提高鋁液的實收率。

優(yōu)選的，所用的惰性氣體為高純氬氣，這也是性價比最高的惰性氣體，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

優(yōu)選的，所用的攪拌方式為磁性攪拌。因為超聲波攪拌購買成本高，設(shè)備使用維護費用也非常高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)；而手工攪拌不均勻，且工人很難在制造過程中的高溫惡劣環(huán)境下持續(xù)工作。因此我們選用了成本適中而攪拌效果好的磁性攪拌。