[發明專利]Al?Ti?B?Sr合金細化劑及流變擠壓成形制備合金的方法

在審

• 申請號: 201710289179.0
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107190166A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 吳建文;阮強;管仁國;梁克韜;李洪超;王宇翔;王祥
• 申請（專利權）人: 酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22C1/06
• 分類號: C22C1/06;C22C1/03;C22C21/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心62100
• 代理人: 陳超

技術領域

本發明屬于有色金屬加工技術領域，特別是涉及一種Al-Ti-B-Sr合金細化劑及制備該合金細化劑的方法。

背景技術

隨著世界經濟的快速發展，能源短缺的問題日益凸顯，節能環保問題也日益緊迫，產品的輕量化引起世人關注，鋁合金質量輕，而且具有回收再生性強的特點，用它取代塑料、鋼鐵對節能有利，越來越受到人們的青睞。由于鋁合金具有優良的性能，在各個領域得到廣泛應用，要想獲得綜合性能優異的鋁合金，到目前為止最有效、最簡單的方法就是向鋁熔體中加入細化劑。Al-Ti-B合金細化劑仍然是鋁行業使用最廣泛的細化劑，其優良的細化效果得到人們的認可。據統計，大約有75%的世界鋁工業使用的是Al-Ti-B合金線材。但Al-Ti-B合金細化劑尚存有不足，所以急需開發一種新的細化劑。

目前，在高檔鋁箔坯料連續鑄軋生產時，應用的晶粒細化劑主要依靠進口。現比較認可的主要有英國LSM公司、荷蘭KBM公司等生產的Al-Ti-B合金細化劑，雖然比國內的好，但也未徹底解決Al—Ti—B合金細化劑存在的弊端。因此，研發高品質鋁合金晶粒細化劑取代進口是我國鋁行業晶粒細化劑亟待解決的問題。

發明內容

本發明為了提高鋁合金細化劑的細化性能和適用性，解決鋁加工過程中所遇到的實際問題，特此提出了一種鋁及鋁合金的Al-Ti-B-Sr細化劑及流變擠壓成形方法。

本發明所采用的技術方案是：一種Al-Ti-B-Sr合金細化劑，按重量百分比計，由以下組分組成：鈦4—8%；硼0.5—0.9%；鍶6—10%；其余為鋁及不可避免的雜質元素。

上述Al-Ti-B-Sr合金細化劑的制備方法，步驟如下：1）首先，將氟鈦酸鉀、氟硼酸鉀、冰晶石預熱至50~80℃，保溫40~60min；

2）加熱熔化鋁錠至840-950℃；

3）然后采用固液反應法按權利要求1所述合金成分所要求的比例添加預熱好的上述三者的混合物，將這三者的混合物壓入至鋁熔體的中底部，待完全反應后，在900℃以下保溫30-80min，制成熔融態Al-Ti-B中間合金；

4）準備φ9.5~10mm的Al-Sr中間合金備用；

5）將Al-Sr中間合金加入到Al-Ti-B中間合金中，在900℃以下保溫40-100min；

6）將上步所得的Al-Ti-B-Sr熔體降溫至750-900℃，用惰性氣體精煉、除渣后，澆至流變擠壓成形機輪槽中，擠壓成線材；

7）最后將線材冷卻卷取。

本發明由于含有細小均勻的TiAl₃、TiB₂相質點，降低了結晶過程中粒子的沉降速率，表現出極強的抗衰減性能，具有長效性。其中，起到主要細化效果的第二項顆粒TiAl₃多以片狀或塊狀形式出現。片狀TiAl₃的溶解速度慢，也就是細化過程中響應速度慢，但保持時間長。塊狀TiAl₃溶解速度塊，響應速度也快，但持續的時間短，含這種TiAl₃合金線材，適合在流槽內加入。本發明通過加入鍶可以優化合金組織，使細化變質效果更好，延長細化時間。

本發明另一特點在于減少了B元素，合理加入了Sr元素，與Al-Ti-B細化劑相比較有效地減少了TiAl₃顆粒的柱狀體及針狀體、TiB₂的聚集。并且采用流變擠壓成形的制備方法，掌握了制備Al-Ti-B-Sr合金線材的最佳工藝參數，可以使合金線材中存在的TiAl₃、TiB₂、Al₄Sr等化合物在流變擠壓成形下晶粒得到充分破碎，分散更加彌散，相比Al-Ti-B有更好的細化變質效果，細化后，能顯著提高合金的力學性能。

本發明取得的有益效果是：本發明通過加入鍶可以優化合金組織，使細化變質效果更好，延長細化時間。減少了B元素，合理加入了Sr元素，與Al-Ti-B細化劑相比較有效地減少了TiAl₃顆粒的柱狀體及針狀體、TiB₂的聚集。采用流變擠壓成形的制備方法，掌握了制備Al-Ti-B-Sr合金線材的工藝參數，可以使合金線材中存在TiAl₃、TiB₂、Al₄Sr等化合物在流變擠壓成形下晶粒得到充分破碎，分散更加彌散，相比Al-Ti-B有更好的細化變質效果，細化后，能顯著提高合金的力學性能。

具體實施方式