[發明專利]一種晶粒高效細化的鋁合金制備方法在審

申請號：	202011384015.4	申請日：	2020-11-30
公開（公告）號：	CN112609094A	公開（公告）日：	2021-04-06
發明（設計）人：	張麗麗;趙九洲;何杰;江鴻翔	申請（專利權）人：	中國科學院金屬研究所
主分類號：	C22C1/03	分類號：	C22C1/03;C22C1/06;C22C21/00
代理公司：	沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234	代理人：	張志偉
地址：	110016 遼***	國省代碼：	遼寧;21
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種晶粒高效細化鋁合金制備方法
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【說明書】：

本發明涉及一種晶粒高效細化的鋁合金制備方法，屬于鋁合金制備技術領域。該方法包含如下步驟：(1)將工業純鋁加熱、熔化，于650～750℃保溫，形成熔體A；(2)用與步驟(1)相同的工業純鋁稀釋晶粒細化劑Al?Ti?B中間合金，并加熱、熔化，于800～1200℃保溫、攪拌至Al?5Ti?1B中間合金中的TiB₂、TiAl₃粒子完全溶解，形成熔體B；(3)將熔體B快冷至熔體A的保溫溫度后，恒溫靜置0～30min，期間不斷攪拌；(4)將熔體B快速倒入熔體A中、充分攪拌形成熔體C后，澆入模具內冷卻，即可獲得晶粒高效細化的鋁合金鑄錠。本發明通過將Al?Ti?B中間合金于高溫重熔、保溫一定時間，形成均一熔體后，直接降溫、細化鋁合金。本發明制備方法提高鋁合金晶粒細化程度，具有很好的工業應用前景。

技術領域

本發明涉及一種晶粒高效細化的鋁合金制備方法，屬于鋁合金制備技術領域。

背景技術

工業生產中，常用Al-Ti-B中間合金細化鋁合金鑄態晶粒組織。有關Al-Ti-B對α-Al晶粒細化機制及對鋁合金凝固組織影響的研究已很深入，并取得了顯著進展。研究表明，鋁合金熔體中同時存在溶質Ti和尺寸適當且分布集中的TiB₂粒子時，晶粒細化效果較好。然而，Al-5Ti-1B中間合金中的TiB₂粒子尺寸分布較寬，通常存在一些尺寸在數微米以上的TiB₂粒子和尺寸更大的TiB₂粒子團簇，用這樣的細化劑按傳統的細化工藝對鋁合金熔體進行細化處理，可能給一些鋁合金鑄錠的后續加工帶來嚴重危害，如：導致鋁箔產生針孔或航空用鋁合金薄板結構件產生表面劃痕、條紋缺陷等。另外，晶粒細化效果已不能滿足高性能鋁合金的生產需求。因此，研發新型高效細化處理方法，提高晶粒細化效果，具有重要的科學與實際意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種晶粒高效細化的鋁合金制備方法，以滿足工業生產中鋁合金行業對高品質鋁合金產品的需求。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種晶粒高效細化的鋁合金制備方法，包含如下步驟：

(1)將工業純鋁加熱、熔化，于650～750℃保溫，形成熔體A；

(2)用與步驟(1)相同的工業純鋁稀釋晶粒細化劑Al-Ti-B中間合金，并加熱、熔化，于800～1200℃保溫、攪拌至Al-5Ti-1B中間合金中的TiB₂、TiAl₃粒子完全溶解，形成熔體B；

(3)將熔體B快冷至熔體A的保溫溫度后，恒溫靜置0～30min，期間不斷攪拌；

(4)將熔體B快速倒入熔體A中、充分攪拌形成熔體C后，澆入模具內冷卻，即可獲得晶粒高效細化的鋁合金鑄錠。

所述的晶粒高效細化的鋁合金制備方法，工業純鋁的粒度為1～15cm，Al-Ti-B中間合金的粒度為0.2～10cm。

所述的晶粒高效細化的鋁合金制備方法，步驟(2)所得熔體B中，形成含Al-5Ti-1B占工業純鋁質量百分比為0.2～9.0％的熔體B。

所述的晶粒高效細化的鋁合金制備方法，步驟(3)中，優選的，快冷速度為10～1000℃/s，恒溫靜置10～30min。

所述的晶粒高效細化的鋁合金制備方法，步驟(4)所得鋁合金鑄錠中，Ti、B所占質量百分比分別為：0.003～0.05％和0.0006～0.01％。