一种铝‑钽‑硼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CN106676337A(43)申请公布日2017.05.17(21)申请号201710120158.6(22)申请日2017.03.02(71)申请人山东建筑大学地址250101山东省济南市历城区凤鸣路山东建筑大学材料科学与工程学院(72)发明人石磊宋文婷吴陈苗刘慧敏段婷婷(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22C1/06(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种铝-钽-硼中间合金及其制备方法(57)摘要本发明属金属材料领域，涉及一种用于细化铝及铝合金的铝-铌-硼中间合金及其制备方法。本发明铝-铌-硼中间合金，包含铝、钽、硼三种主要元素，各组分的质量百分比分别是：铝85.00%-95.00%，钽1.00%-10.00%，硼1.00%-5.00%。铝-钽-硼中间合金的制备方法是：首先将纯铝置于电阻炉中熔化并升温至800-1100℃，在熔化后的铝熔体中依次加入一定质量的金属钽或铝-钽中间合金、三氟硼酸钾(助溶剂)，充分搅拌并置于电阻炉中保温，保温达到一定时间后浇注成锭或制成线材。该中间合金的制备工艺简单，成本低，适宜工业化生产；所制备的铝-铌-硼中间合金对铝及铝合金具有优良的晶粒细化效果。CN106676337ACN106676337A权利要求书1/1页1.一种铝-钽-硼中间合金的制备方法，铝-钽-硼中间合金包含铝、钽、硼三种主要元素，各组分的质量百分比分别是：铝85.00%-95.00%，钽1.00%-10.00%，硼1.00%-5.00%；其特征是制备方法，包括以下步骤：（1）按照以下质量百分比准备好所需原料：1.00%-10.00%钽，1.00%-5.00%硼，余量为纯铝；钽元素可以是以铝-钽中间合金形式加入也可以是纯金属钽加入，其中铝-铌-硼中间合金中硼元素是以三氟硼酸钾加入的；（2）将纯铝置于电阻炉中熔化并升温至800-1100℃，分别加入金属钽或铝-钽中间合金、三氟硼酸钾，每隔一定时间搅拌一次，并置于电阻炉在800-900℃保温，保温达到一定时间后浇注成锭或制成线材。2CN106676337A说明书1/2页一种铝-钽-硼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，特别涉及一种用于细化铝及铝合金晶粒的铝-钽-硼中间合金及其制备方法。背景技术[0002]铝合金因重量轻，资源丰富，综合性能好，所以在机械、交通运输、航天与军事工业等高新技术领域中的应用逐年增加。生产高质量的铝合金，控制铸锭组织是十分重要的。对其组织和性能要求的提高也越来越迫切。要想使铝合金获得优异的性能，需要对铝合金熔体进行细化处理，适当的细化处理可以改善铝合金的组织并极大提高其力学性能。目前，在国内外工业生产中主要是通过添加细化剂的方法进行晶粒的细化，常用的细化剂为Al-Ti-B等中间合金。Al-Ti-B中间合金在铸造铝合金的生产中应用一直占主导地位，也是公认的一种有效的细化剂，但是由于该中间合金中的Ti元素会与含Si量高于3%的Al-Si系铸造合金中的Si反应生成TiSi相和TiSi2相，影响了Ti元素含量，消弱了该中间合金中TiB2粒子的形成，弱化了其细化效果，产生所谓的毒化作用，所以这也就限制了该中间合金的应用领域。为此，经过大量的实验，发明了一种新型的中间合金，作为铝合金组织细化的形核剂使用。发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能有效细化铝及其合金的铝-钽-硼中间合金，同时提供一种工艺简单、成本低、适合工业生产的制备工艺及方法。本发明是通过以下方式实现的：一种铝-钽-硼中间合金，包含铝、钽、硼三种主要元素，各组分的质量百分比分别是：铝85.00%-95.00%，钽1.00%-10.00%，硼1.00%-5.00%；铝锭纯度≥99.9%，该中间合金中弥散分布着微米级的TaB2粒子，且数量多，钽元素可以是以铝-钽中间合金或纯金属钽加入，硼元素是以三氟硼酸钾的形式加入。上述铝-钽-硼中间合金的制备方法，其特征包含以下步骤：铝-钽-硼中间合金的制备方法是：首先将纯铝置于电阻炉中熔化并升温至800-1100℃，在熔化的铝熔体中依次加入一定质量的金属铌或铝-钽中间合金、三氟硼酸钾，用石墨棒充分搅拌，然后置于电阻炉中保温，每隔10min-15min用石墨棒搅拌一次；待混合熔体保温达到预定时间，将混合熔体静置5min，压入六氯乙烷精炼并扒渣，最后将混合熔体浇注成锭或连铸制成线材。该中间合金的制备工艺简单，成本低，适宜工业化生产；所制备的铝-铌-硼中间合金对铝及铝合金具有优良的晶粒细化效果。上述所述的六氯乙烷在烘干箱中将水分烘干；将模具和扒渣所用工具涂刷一层涂料，