[發(fā)明專利]一種使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金及其生產(chǎn)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510065722.X
• 申請(qǐng)日: 2015-02-09
• 公開（公告）號(hào): CN104651646B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝石華;楊遠(yuǎn)喜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇華企鋁業(yè)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C1/02
• 分類號(hào): C22C1/02;C22C1/06;C22C21/00
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技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種鋁鈦硼合金生產(chǎn)工藝，具體是一種使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

目前關(guān)于鋁鈦硼中間合金制備的理論研究非常多，按照原料性質(zhì)可以分為氧化物法、氟鹽法和純鈦顆粒法等；按照制備工藝又可以分為鋁熱還原法、電解法、自蔓延高溫合成法等。但目前在工業(yè)中生產(chǎn)高質(zhì)量的鋁鈦硼中間合金運(yùn)用廣泛的是氟鹽法，即利用K2TiF6和KBF4通過鋁熱反應(yīng)制造出鋁鈦硼合金。

2)氟鹽法其缺點(diǎn)是由于在合金化過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物氟鋁酸鉀鹽以及熔鹽對(duì)耐火材料的腐蝕帶入的夾雜物，很難從鋁鈦硼合金中有效的徹底去除。導(dǎo)致這些雜質(zhì)隨細(xì)化劑而帶入被細(xì)化的合金當(dāng)中去，極大的減弱了鋁合金細(xì)化效果。

3)如何在工業(yè)上生產(chǎn)出尺寸細(xì)小、彌散分布均勻的TiB2相和TiAl3相和高純潔度產(chǎn)品高端鋁鈦硼合金面臨的課題。目前國(guó)產(chǎn)鋁鈦硼中間合金細(xì)化劑質(zhì)量一般，合金組織內(nèi)主要存在TiB2相和TiAl3相的形態(tài)、尺寸和分布，以及氧化物與氟鹽雜質(zhì)含量中的某個(gè)或多個(gè)質(zhì)量指標(biāo)達(dá)不到要求。因此普通法生產(chǎn)的鋁鈦硼合金不能滿足日益增長(zhǎng)和不斷創(chuàng)新的高精尖、高品質(zhì)鋁合金材料的細(xì)化處理的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種分布均勻、渣含量少的使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金及其生產(chǎn)工藝，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金，按照重量份的原料包括：鋁錠800-1200份、氟鈦酸鉀160-310份、氟硼酸鉀80-150份、稀釋緩沖劑25-30份、精煉劑8-12份、吸渣劑8-12份。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述吸渣劑按照重量百分比的原料包括：氯化鈉3.2-4.8份、氯化鉀2.4-3.6份、氟硅酸鈉2-3份、氟化鈣0.4-0.6份。

所述使用多頻感應(yīng)爐生產(chǎn)鋁鈦硼合金的生產(chǎn)工藝，具體步驟如下：

（1）配料與混料：按照重量份稱取氟硼酸鉀與氟鈦酸鉀后用混料機(jī)進(jìn)行混合10-12min得到氟鹽混合物；

（2）鋁錠熔化：按照重量份稱取鋁錠，將鋁錠放入熔鋁爐中并加熱至740-800℃后將鋁水和未熔化的鋁錠均倒入多頻感應(yīng)爐中；

（3）純鋁處理：開啟多頻感應(yīng)爐并使其處于A頻段，調(diào)節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設(shè)備，用加料機(jī)加入精煉劑和15-25%的氟鹽混合物，加料時(shí)間為5-10min，保持多頻感應(yīng)爐中的溫度為850-900℃進(jìn)行加熱10-12min，將多頻感應(yīng)爐切換到B頻段，保溫15-20min后停爐，倒掉爐內(nèi)上層的氟鹽渣水層；

（4）合金化反應(yīng)：開啟多頻感應(yīng)爐并使其處于A頻段，調(diào)節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設(shè)備和攪拌裝置，將稀釋緩沖劑加入到剩余的氟鹽混合物中，并通過加料機(jī)將混有稀釋緩沖劑的氟鹽混合物加入到多頻感應(yīng)爐中，加料時(shí)間為25-40min，通過調(diào)節(jié)電爐功率與加料速度使反應(yīng)過程溫度為700-886℃，加料結(jié)束10-15min后，停止攪拌裝置；

（4）保溫與清渣：將多頻感應(yīng)爐切換到B頻段，調(diào)節(jié)功率，使電爐處于保溫狀態(tài)，保溫溫度為750-850℃，保溫25-30min后停止電爐，靜置8-10min后倒掉氟鹽渣水層，加入吸渣劑吸渣并清理；

（6）除氣與精煉：將清渣后的金屬液轉(zhuǎn)入精煉澆鑄爐，使用旋轉(zhuǎn)除氣機(jī)攪拌2-3min，清理上層浮渣；開啟多頻感應(yīng)爐最大功率，再使用旋轉(zhuǎn)除氣機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)除氣，當(dāng)多頻感應(yīng)爐溫度達(dá)到780-820℃后，調(diào)節(jié)多頻感應(yīng)爐使其處于保溫狀態(tài)，除氣30-45min后停止除氣，關(guān)爐，清理爐壁渣；

（7）澆鑄：清理完后再開爐使其處于保溫狀態(tài)，準(zhǔn)備澆鑄，澆鑄溫度為770-830℃，澆鑄速度為1.5-2.5t/h，調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)控制軋制溫度，進(jìn)軋溫度為450-550℃，軋制成鋁鈦硼合金桿；

（8）清爐：生產(chǎn)完后及時(shí)清爐，每爐一次，清爐時(shí)，爐墻和爐角上的灰渣結(jié)塊要用鏟子清除干凈。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述步驟（3）對(duì)鋁液中加入精煉劑和氟鹽混合物作為后期反應(yīng)的異質(zhì)形核劑。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述步驟（4）中開啟攪拌裝置使加入的氟鹽混合物和鋁液快速接觸反應(yīng)產(chǎn)生的鈦和硼粒子化合物分散開來，得到細(xì)小分布均勻的粒子相態(tài)合金。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述步驟（5）中進(jìn)行保溫時(shí)，多頻感應(yīng)爐處于B頻段，使得合金液下部攪拌，上部保持靜態(tài)，下部攪拌防止鈦和硼粒子化合物沉降、團(tuán)聚與偏析，防止氟鹽卷入合金與合金液裸露氧化。