[發明專利]一種Al-Ti-B-C細化劑及制備方法

無效

• 申請號: 201310152655.6
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN103192064A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 陳子勇;莊云平;莊江華;丁家偉;耿德英;李錫漢;孫健;戴艷
• 申請（專利權）人: 丹陽百斯特新型合金科技有限公司
• 主分類號: B22D27/20
• 分類號: B22D27/20;C22C21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于細化劑技術領域，特別涉及一種鋁合金復合細化劑及制備方法。

背景技術

添加晶粒細化劑不僅可以細化鑄態晶粒，細化枝晶組織，還能夠減少疏松，降低熱裂傾向，減少鑄造缺陷，提高后續的加工性能。近年來隨著對鋁合金細化劑的研究，開發出Al-Ti-C晶粒細化劑。Al-Ti-C晶粒細化劑中的TiC粒子尺寸小，不易聚集，分布均勻，并且與Al具有很好的共格性等優點，而受到廣泛關注。由于C在Al中的潤濕性較差，制備十分困難，通過強烈攪拌或者高溫反應制備Al-Ti-C晶粒細化劑，增加了制備成本，限制了Al-Ti-C晶粒細化劑的廣泛應用。將單質石墨粉以氧化物的形式添加，可解決石墨在鋁熔體中潤濕問題，提高制備效率。

發明內容

本發明采用熔體反應法以成本，研制一種高效、長效、潔凈的Al-Ti-B-C復合變質細化劑。

為解決上述問題，本專利主要技術方案為：利用熔體反應法，制備一種復合變質細化劑。

1、一種Al-Ti-B-C復合變質細化劑，包含如下的質量百分比組份，Ti：5wt％，C：0.1-0.3wt％，B：0.5-1wt％，余量為Al；B/C的質量比＝4/1，細化劑物相包括α-Al、TiAl3、TiC、TiB2相等。細化劑中TiC粒子尺寸在0.5μm以下，均勻分布且呈球狀；TiB2在2μm以下，且呈疏松團狀；TiAl3粒子10um以下，均勻分布，且成塊狀。其制備的細化劑不僅包含TiC，同時還包含TiB2，解決了Al-Ti-C制備困難的問題。

上述復合變質細化劑的制備方法，Ti粉末和B₄C粉末狀加入，采用熔體反應法制備，具體包括以下步驟：

(1)原料準備，按要求稱量鈦粉、B₄C粉末、鋁錠，Ti：5wt％，B/C的質量比＝4/1，鋁錠純度99.9％；

(2)將鈦粉、B₄C粉末、混合均勻，300℃加熱2小時去除水分；

(3)利用井式電阻爐將鋁錠加熱至780-800℃，待鋁錠完全熔化，覆蓋一層冰晶石覆蓋劑；將熔體升溫至800-900℃，將加熱的粉末均勻撒在鋁熔體表面，石墨棒均勻攪拌，反應10min；反應完成后，靜置5min，壓入C₂Cl₆精煉，扒渣，將鋁熔體澆注到已預熱250℃的鋼模中，獲得Al-Ti-B-C復合細化劑。

上述優選冰晶石和C₂Cl₆在100℃加熱1h，去除水分；將模具和扒渣勺等工具涂刷一層涂料，防止Fe雜質元素污染細化劑。選用石墨坩堝進行熔煉，石墨棒攪拌，防止Si的污染。

鈦粉325目，B₄C粉末純度大于90％。鋁熔體達到一定溫度，撒入混合粉末，均勻攪拌，使其發生反應。

本發明解決了TiC制備難的問題，制備的細化劑同時還包含TiB₂，提高了制備的細化劑效率，是一種穩定、長效、高效的Al-Ti-B-C復合變質細化劑。

具體實施方式

實施例1

熔體反應法制備Al-5Ti-1B-0.25C細化劑過程如下：

1.原料準備，細化劑由鋁錠、鈦粉、B₄C、C₂Cl₆和冰晶石覆蓋劑制備。其中鋁錠純度99.9％，粉末粒度，Ti粉325目，B₄C粉純度大于90％。

2.制備1Kg的細化劑，按要求稱量B₄C、鈦粉、鋁錠，鋁燒損率為3％。要求Ti：5wt％，B/C的質量比＝4/1，余量為Al；

3.將鈦粉、B₄C粉末混合均勻，300℃加熱2小時去除水分

4.冰晶石和C₂Cl₆在100℃加熱1h，去除水分。

5.將模具和扒渣勺等工具涂刷一層涂料，防止Fe雜質元素污染細化劑。選用石墨坩堝進行熔煉，石墨棒攪拌，防止Si的污染。