[發明專利]一種用于鋁或鋁合金的晶粒細化劑

在審

• 申請號: 201810289031.1
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108517428A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 黃暉;于海躍;聶祚仁;高坤元;文勝平;吳曉藍
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22C1/06
• 分類號: C22C1/06;C22C1/03;C22C21/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種用于鋁或鋁合金的晶粒細化劑，屬于晶粒細化劑技術領域。鋁合金細化劑以鋁為基體，Er在鋁合金細化劑中含量為0.5?10％(重量百分比)，Zr含量為0.1?10％(重量百分比)，其它元素為0?5％(重量百分比)，其它元素包括但不限于Fe、Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Ti、Cr、B、C中的一種或幾種，余量為Al。含Er,Zr元素的細化劑，其對鋁合金的晶粒細化效果明顯，且不會出現Al?Ti?B細化劑中的不熔TiB2顆粒帶來的負面作用。

技術領域

本發明屬于晶粒細化劑技術領域，特別是一種鋁合金的晶粒細化劑。

技術背景

鋁合金的晶粒細化對變形鋁合金的半連續鑄造以及鑄造鋁合金的成型鑄造都很有意義,它可以改善鑄錠的力學性能、減少偏析、降低熱裂傾向,改善鑄件凝固過程中的補縮、消除或更好地分散疏松、提高鑄件的氣密性和表面質量等。為了實現精制鑄造微觀結構，通過添加晶粒細化劑的化學方法已成為常見的工業實踐。用于Al合金的最廣泛使用的晶粒細化劑是Al-5Ti-1B。大約有75％的世界鋁工業使用Al-Ti-B進行晶粒細化。然而，經過60多年的深入研究，晶粒細化的精確機制尚不明確。Al-Ti-B中的TiB2粒子易沉淀聚集，對含Mn、Cr、Zr元素的合金產生“毒化”現象，都會使細化劑降低細化效果；另外，在生產超薄鋁箔時，TiB2粒子會造成鋁箔的針孔、裂紋等缺陷，還會劃傷軋輥；TiB2粒子會造成光亮和陽極材料表面條帶狀缺陷；TiB2粒子在生產壓力罐材的過程中容易成為裂紋擴展源，所以不熔TiB2顆粒會影響產品后期使用質量。

本發明為含Er,Zr元素的細化劑，其對鋁合金的晶粒細化效果明顯，且不會出現Al-Ti-B細化劑中的不熔TiB2顆粒帶來的負面作用。

發明內容

針對上述Al-Ti-B細化劑存在問題，本發明的目的是設計一種以鋁為基體含Er,Zr元素的細化劑，不存在傳統Al-Ti-B細化劑的缺陷，且對鋁合金晶粒細化效果顯著。

一種鋁合金細化劑，其特征在于，鋁合金細化劑以鋁為基體，Er在鋁合金細化劑中含量為0.5-10％(重量百分比)，Zr含量為0.1-10％(重量百分比)，其它元素為0-5％(重量百分比)，其它元素包括但不限于Fe、Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Ti、Cr、B、C等中的一種或幾種，余量為Al。

本發明的優點：本發明的鋁合金細化劑用于鋁或鋁合金時，對晶粒細化具有明顯的效果。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明并不限于以下實施例。鋁合金細化劑的制備：

用純鋁制備鋁合金細化劑，Er含量0.5-10％(重量百分比)，Zr含量0.1-10％(重量百分比)，其它元素為Fe、Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Ti、Cr、B、C含量為0-5％(重量百分比)。

實施例1

用石墨坩堝將200g工業純鋁錠熔化并加熱至800℃以上保溫一段時間，待鋁液降溫至700-720℃加入Al-0.5Er-0.1Zr細化劑。細化劑加入量50g。充分攪拌，靜置3-5分鐘后，待鋁液降至680℃，澆鑄至磨具中，空冷至室溫。加入細化劑后可觀察到鑄造試樣晶粒細化效果顯著，平均晶粒尺寸細化至400μm。

對比例1

用石墨坩堝將200g工業純鋁錠熔化并加熱至800℃以上保溫一段時間，待鋁液降至680℃，靜置3-5分鐘后，澆鑄至磨具中，空冷至室溫。平均晶粒尺寸3000μm。

實施例2

用石墨坩堝將200g工業純鋁錠熔化并加熱至800℃以上保溫一段時間，待鋁液降溫至700-720℃加入Al-1Er-1Zr細化劑。細化劑加入量22.2g。充分攪拌，靜置3-5分鐘后，待鋁液降至680℃，澆鑄至磨具中，空冷至室溫。加入細化劑后可觀察到鑄造試樣晶粒細化效果顯著，平均晶粒尺寸細化至500μm。