[發(fā)明專利]一種Al-Ti-C-La復(fù)合晶粒細(xì)化劑、合金及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810124674.0
• 申請(qǐng)日: 2018-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN108330308A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁萬(wàn)武;唐興昌;趙小燕;李建勝;趙文軍;郭挺彪;徐仰濤;喬及森;李慶林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C1/03
• 分類號(hào): C22C1/03;C22C1/06;C22C21/00
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種Al?Ti?C?La復(fù)合晶粒細(xì)化劑、合金及其制備方法。本發(fā)明細(xì)化劑由基本料和La₂O₃粉熔融制備而成；其中，所述基本料包括按質(zhì)量比為5：（1.5~2.5）：（0.8~1.2）的鋁粉、鈦粉、碳粉；所述La₂O₃粉的質(zhì)量為主料的0.5~6%。本發(fā)明通過將La₂O₃粉以及主料混合后機(jī)械球磨1.5小時(shí)，將粉末壓制成圓柱形預(yù)制塊；在電阻爐中熔化原料鋁得到熔體，過熱至730℃，將預(yù)制塊熔體中，預(yù)制塊的質(zhì)量為原料鋁熔體的0.1~0.4%；攪拌并保溫5~20min，用C₂Cl₆精煉除氣后澆注到預(yù)熱200℃的模具中，得到Al?Ti?C?La合金。本發(fā)明的Al?Ti?C?La細(xì)化劑的制備簡(jiǎn)單、能耗低、不產(chǎn)生環(huán)境污染；對(duì)亞共晶Al?Si的細(xì)化及強(qiáng)化效果明顯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種Al-Ti-C-La復(fù)合晶粒細(xì)化劑、合金及其制備方法。

背景技術(shù)

A1-Ti-C復(fù)合晶粒細(xì)化劑3因含有TiC粒子，存在較少的與Al-Ti-B細(xì)化劑有關(guān)的缺陷與不足，被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的鋁用晶粒細(xì)化劑。但Al-Ti-C合金在制備過程中存在的關(guān)鍵問題是碳源與鋁液的潤(rùn)濕性較差，TiC生成困難。

添加晶粒細(xì)化劑不僅可以細(xì)化鑄態(tài)晶粒，細(xì)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(xù)的加工性能。近年來(lái)隨著對(duì)鋁合金細(xì)化劑的研究，已開發(fā)出Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑。Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑中的TiC粒子因尺寸小，不易聚集，分布均勻，并且與Al具有很好的共格性等優(yōu)點(diǎn)，而受到廣泛關(guān)注。但由于C在Al中的潤(rùn)濕性較差，制備十分困難，通過強(qiáng)烈攪拌或者高溫反應(yīng)制備Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑，制備成本較高，限制了Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑的廣泛應(yīng)用。

亞共晶Al-Si合金具有密度小、優(yōu)異的鑄造性能等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、摩托車以及其它運(yùn)載工具上。亞共晶Al-Si合金組織中主要有初生α-Al相和共晶Si，其中α-Al相呈粗大的枝晶狀，共晶Si相以粗大的針狀或者板條狀析出，存在對(duì)基體的割裂作用，嚴(yán)重的影響了合金的力學(xué)性能，致使 Al-Si系合金的力學(xué)性能特別是延伸率不高，韌性不夠好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種Al-Ti-C-La復(fù)合晶粒細(xì)化劑，旨在解決旨在用于工業(yè)純鋁、亞共晶Al-7Si細(xì)化作用，解決現(xiàn)有細(xì)化劑細(xì)化效果差、合金力學(xué)性能不好等問題。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種由上述Al-Ti-C-La復(fù)合晶粒細(xì)化劑制備得到的合金。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述合金的制備方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種Al-Ti-C-La復(fù)合晶粒細(xì)化劑，該細(xì)化劑由基本料和La₂O₃粉熔融制備而成；其中，所述基本料包括按質(zhì)量比為5：(1.5～2.5)： (0.8～1.2)的鋁粉、鈦粉、碳粉；所述La₂O₃粉的質(zhì)量為主料的0.5～6％。

優(yōu)選地，所述鋁粉、鈦粉以及石墨粉的質(zhì)量比為5：2：1。

優(yōu)選地，所述La₂O₃粉的質(zhì)量為主料的2％。

本發(fā)明進(jìn)一步公開了一種Al-Ti-C-La合金，該合金由原料鋁和Al-Ti-C-La 復(fù)合晶粒細(xì)化劑熔融制備而成；其中，所述細(xì)化劑的質(zhì)量為原料鋁的0.1～0.4％；其中，該細(xì)化劑由基本料和La₂O₃粉熔融制備而成；其中，所述基本料包括按質(zhì)量比為5：(1.5～2.5)：(0.8～1.2)的鋁粉、鈦粉、碳粉；所述La₂O₃粉的質(zhì)量為主料的0.5～6％。