[發明專利]一種鋁-鈦-硼-鍶-稀土合金線材及制備方法

有效

• 申請號: 202010200276.X
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111349822B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 陳勇剛;陳聞天;陳建春;陳歡
• 申請（專利權）人: 永城金聯星鋁合金有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;B21C37/04;C22C1/06;C22C1/10;C22C1/03
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙) 41122
• 代理人: 張愛軍

本發明提供一種鋁?鈦?硼?鍶?稀土合金線材及制備方法，各成分重量比為：金屬鋁：氟鈦酸鉀：氟硼酸鉀：鑭鈰混合稀土：金屬鍶＝90?110：20?30：10?15：3?8：3?8。該合金線材能夠取代需要細化和變質分別處理的合金，在制備過程中使用均質與擠壓處理，通過熱處理和外力多次作用使產品晶粒更加細小，分布均勻，比傳統產品更加高效。

技術領域

本發明涉及一種鋁-鈦-硼-鍶-稀土合金線材及制備方法，屬于鋁合金技術領域。

背景技術

鋁合金組織的細化和變質處理是獲得優良鋁合金性能的必要手段。為細化α晶粒，人們開發了Al-Ti、Al-Ti-B、Al-Ti-C等不同元素和不同元素含量的細化劑(如AlTi10、AlTi5B1、AlTi5B0.2、AlTi5C0.2等)，以適應不同的鋁合金產品細化處理。同時，為了改變鋁合金中第二相的形貌和尺寸，又必須對鋁合金進行變質處理，如亞共晶Al-Si合金采用鍶變質處理。為此人們開發了不同成分的AlSr合金變質劑(如AlSr5、AlSr10等)對鋁硅合金中的鋁硅共晶相進行變質處理。

傳統的變質細化處理中，當變質劑加入進熔體后，因變質作用有一定的孕育期，Sr元素在熔體中處于游離態時才能夠發揮其變質作用，當細化劑含量相對于變質劑含量過高時，Sr與細化劑中的B反應生成了Sr₄B，降低了Sr的變質效果，使得共晶Si相不能夠形成均勻的短棒狀形態造成力學性能的下降。因此若細化劑過多，細化劑除提供形核點外，還會與Sr結合，造成變質效果不足。而且細化劑和變質劑的投入量和投入時間都很難控制從而大大削弱了材料的功能，為了達到效果不得不添加更多的量，從而加大了生產成本。

現有的細化和變質技術和產品雖然能夠在一定程度上解決大部分不同鋁合金細化和變質處理的需要，但對于特殊要求的變形鋁合金，特別是對于連續鑄造的變形鋁合金產品(如4000系Al-Si合金產品)變質和細化處理，一般采用爐內AlSr10變質加在線AlTi5B1細化處理相結合的處理方法。但是AlSr10爐內變質處理和AlTi5B1在線細化處理都產生了明顯的不足，因為AlSr10合金的爐內處理會產生大量Sr損失，并且Sr損失隨著靜置時間的延長而不斷氧化燒損，特別是當鋁液攪動或者翻滾時更加嚴重。隨著時間的延長，鑄坯中的鍶含量逐漸降低，導致部分鑄坯變質不足，而且鍶氧化燒損的同時還伴隨鋁液嚴重吸氣。而AlTi5B1的在線細化流槽加入過程中，AlTi5B1的典型缺點是Ti、B元素下沉，沉積在流槽、過濾箱體和流盤底部等地方，Ti、B的嚴重集聚導致合金表面缺陷，軋制和擠壓產品都會出現線性條紋缺陷等問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種鋁-鈦-硼-鍶-稀土合金線材及制備方法，該合金線材能夠取代需要細化和變質處理的合金，同時克服現有變質材料的缺點。本發明在制備過程中使用了均質與擠壓處理，通過熱處理和外力的多次作用使得產品的晶粒更加細小，分布更加均勻，從而使產品的使用效果比傳統產品更加高效。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種鋁-鈦-硼-鍶-稀土合金線材，成分重量比為：金屬鋁：氟鈦酸鉀：氟硼酸鉀：鑭鈰混合稀土：金屬鍶為90-110：20-30：10-15：3-8：3-8。

所述成分重量比為：金屬鋁：氟鈦酸鉀：氟硼酸鉀：鑭鈰混合稀土：金屬鍶為100：25：12：5：5。

所述鑭鈰混合稀土的重量百分比組成為：鑭35％、鈰65％。

一種鋁-鈦-硼-鍶-稀土合金線材的制備方法，包括以下步驟：

(1)將鋁錠放入熔煉爐熔化，隨后放流至電磁感應爐中，加熱至700～800℃，得到鋁液，備用；

(2)將氟鈦酸鉀和氟硼酸鉀充分混合后，邊攪拌邊加入鋁液中，加完后繼續攪拌10min，充分發生鋁熱反應，形成鋁鈦硼合金液；