一种铝‑钴‑钛‑碳中间合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107488794A(43)申请公布日2017.12.19(21)申请号201710086320.7(22)申请日2017.02.17(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人聂金凤赵永好李玉胜曹阳(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人邹伟红朱显国(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)C22C32/00(2006.01)C22C1/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种铝-钴-钛-碳中间合金及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种铝-钴-钛-碳中间合金及其制备方法，其步骤是：首先将石墨粉与纯钴一起置于真空炉中加热至1200-1500℃保温10-30分钟后随炉冷却，得到含有粗大片状石墨的钴-碳中间合金；随后将所得的钴-碳中间合金进一步在高频炉中重熔加热并快速冷却，得到含有细小球状石墨的钴-碳中间合金；然后将工业纯铝置于中频感应炉中熔化至700-800℃后加入纯钛，将熔体继续升温至900-1300℃并加入制备好的钴-碳中间合金，保温2-15分钟后直接浇铸成锭或制成线材。利用该方法制备铝-钴-钛-碳中间合金，制备过程无污染，碳的吸收率高，反应完全，适合大规模工业化生产。CN107488794ACN107488794A权利要求书1/1页1.一种铝-钴-钛-碳中间合金，其特征在于，以质量百分含量计，其化学成分组成如下：铝81.00-95.40；钴2.00-10.00；钛2.50-8.00；碳0.10-1.00。2.一种铝-钴-钛-碳中间合金，其特征在于，以质量百分含量计，其化学成分组成如下：铝88.60-90.80；钴5.00-6.00；钛4.00-5.00；碳0.20-0.40。3.如权利要求1或2所述的铝-钴-钛-碳中间合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先按以下质量百分比称取原料：0.50-10.00%的海绵钛、0.10-0.90%的石墨粉、0.50%-10.00%的纯钴、其余为纯铝；按配比将原料中的石墨粉与纯钴于真空炉中加热至1200-1500℃，保温10-30分钟后随炉冷却，得到含有片状石墨的钴-碳中间合金；将步骤（2）所得的钴-碳中间合金置于高频感应炉中加热至熔化，然后将其浇铸至金属模具中快速冷却，得到含有细小球状石墨的钴-碳中间合金；按配比将原料纯铝置于中品感应炉中熔化至700-800℃后加入纯钛，随后将铝-钛熔体继续升温至900-1300℃；将步骤（3）中制备的钴-碳中间合金加入到步骤（4）的铝-钛合金熔体中，保温2-15分钟后直接浇铸成锭或制成线材。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，按以下质量百分比称取原料：4.00-5.00%的海绵钛、0.20-0.40%的石墨粉、5.00%-6.00%的纯钴、其余为纯铝。5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，于真空炉中加热至1300-1400℃，保温20-25分钟。2CN107488794A说明书1/4页一种铝-钴-钛-碳中间合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属金属材料领域，特别涉及一种能够细化的铝-钴-钛-碳中间合金及其制备方法。背景技术[0002]TiC是铝合金晶粒在凝固过程中优良的异质形核衬底，含有TiC的Al-Ti-C中间合金被认为是当前广泛应用的Al-Ti-B中间合金细化剂的理想替代者，它可以克服诸如TiB2粒子易团聚、细化效率低、细化效果易衰退等缺点。但是由于石墨与铝熔体的润湿性极差，合金化困难，长期以来在铝熔体中原位合成具有有效形核作用的TiC是一个技术难题，严重制约了Al-Ti-C中间合金的发展及其在铝合金细化工业中的广泛应用。直到1985年，Banerji和Reif等学者通过强烈搅拌方法制备出含有足量TiC且细化效果良好的Al-Ti-C中间合金，但是在高温下长时间强烈搅拌铝熔体使合金发生严重的氧化烧损并伴随生成大量的夹杂物，而且能耗增高，增加生产成本。专利号为98119378的中国专利报道了一种铝-钛-碳中间合金的生产方法，它将铝-钛合金熔化至1000-1200℃，加入活化剂，再加入石墨粉，从而在铝熔体中合成了大量TiC。该工艺的特点是先制备出铝-钛合金，然后再将之重熔，并需要加入活化剂，工艺也比较复杂，成本也较高。因此在生产中迫切需要发明一种新的制备方法，在制备Al-Ti-C中间合金的过程中提高碳的吸收率，并且工艺较简单适合工业化生产。发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生产成本低、工艺简便、适合工业化生产铝-钴-钛-碳中间合金的制备方法。[0004]本发明是通过以下方式实现的：一种铝-钴-钛-