一种铝碳氮化钛铝合金晶粒细化剂及其制备方法.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CN106319263A(43)申请公布日2017.01.11(21)申请号201610953517.1(22)申请日2016.11.03(71)申请人四川大学地址610065四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人刘颖叶金文安旭光李荀(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C1/06(2006.01)C22C1/10(2006.01)C22C32/00(2006.01)C22C21/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种铝碳氮化钛铝合金晶粒细化剂及其制备方法(57)摘要本发明所述铝碳氮化钛铝合金晶粒细化剂由质量分数为1%～10%的碳氮化钛，质量分数为90%～99%的铝组成，制备方法如下：（1）配料；（2）铝碳氮化钛预制块制备；（3）熔炼，将铝置于加热炉中预热，在惰性气体保护下或加入覆盖剂条件下加热使铝全部熔化得到铝液，然后在800～1100℃下将铝碳氮化钛预制块压入铝液中，当铝碳氮化钛预制块完全熔化后，将铝熔体的温度调节至800℃并保温搅拌5～30min，然后将铝熔体的温度调节至700～720℃，向铝熔体中加入总质量0.4%～1.2%的精炼剂，搅拌精炼5～20min，然后静置保温5～10min即得到铝碳氮化钛中间合金液；（3）浇注。本发明所述的铝合金晶粒细化剂不仅具有很好的晶粒细化能力，而且还能进一步提升铝及铝合金的综合力学性能。CN106319263ACN106319263A权利要求书1/1页1.一种铝碳氮化钛铝合金晶粒细化剂，其特征在于该晶粒细化剂由质量分数为1％～10％的碳氮化钛，质量分数为90％～99％的铝组成。2.根据权利要求1所述铝碳氮化钛铝合金晶粒细化剂的制备方法，其特征在于工艺步骤如下：(1)配料以铝粉、铝锭和碳氮化钛为原料，按照铝碳氮化钛中间合金的成分配比称量原料；(2)铝碳氮化钛预制块制备将铝粉与碳氮化钛粉末混合，置于行星式球磨机中球磨5～10小时。将球磨后的粉末在石墨模具中热压成型制备成预制块，热压温度为350～550℃，保温时间为5～60min，冷却后取出；(3)熔炼将原料铝锭置于加热炉中预热去除吸附的水分和气体后，在惰性气体保护下或加入覆盖剂条件下加热使铝锭全部熔化得到铝液，然后在800～1100℃将铝碳氮化钛预制块压入铝液中，当铝碳氮化钛预制块完全熔化后，将铝熔体的温度调节至800℃并保温搅拌5～30min，然后将铝熔体的温度调节至700～720℃，向铝熔体中加入占总质量0.4％～1.2％的精炼剂，搅拌精炼5～20min，然后静置保温5～10min即得到铝碳氮化钛中间合金液；(4)浇注将步骤(3)所得铝碳氮化钛中间合金液浇注到预热至250℃的金属铸模中，冷却至室温即得到铝碳氮化钛中间合金。3.根据权利要求2所述铝碳氮化钛晶粒细化剂的制备方法，其特征在于碳氮化钛的加入方式为热压制备的铝碳氮化钛预制块，铝碳氮化钛预制块热压温度为350～550℃，保温时间为5～60min。4.根据权利要求2或3所述铝碳氮化钛晶粒细化剂的制备方法，其特征在于所述铝碳氮化钛预制块的加入温度为800～1100℃。2CN106319263A说明书1/6页一种铝碳氮化钛铝合金晶粒细化剂及其制备方法技术领域[0001]本发明属于铝及铝合金材料领域，特别涉及一种铝碳氮化钛铝合金晶粒细化剂及其制备方法。背景技术[0002]铝合金具有质量轻、比强度高、导电和导热性好、耐腐蚀性强等优点，广泛应用于机械制造、运输机械、动力机械、化学工业、航空航天及军事等各个领域。随着汽车、电子、机械等行业向着轻量化、精密化、智能化方向发展，尤其是航空航天的飞速发展，对铝合金的综合力学性能提出了更高的要求。因此，如何提高铝合金的综合力学性能已成为铝合金材料研究领域的重点和难点。晶粒细化是提高铝及铝合金综合力学性能最经济、最有效的手段，在铝工业中得到了广泛的应用，成为了铝及铝合金产业中的关键核心环节。但目前工业上常用的Al-5Ti-1B晶粒细化剂存在TiB2颗粒尺寸粗大、易聚集沉淀、细化“中毒”等缺点，已不能满足汽车、电子、机械、航空航天等领域对高性能铝合金的需求。因此，迫切需要研究开发细化性能更优的铝中间合金细化剂来改善铝合金的微观组织和形貌，提高铝合金的综合力学性能。本发明针对传统晶粒细化剂的缺点，研究开发了一种碳氮化钛颗粒尺寸细小的铝碳氮化钛铝合金晶粒细化剂，创新性的将氮元素引入铝合金细化剂中，利用碳、氮和钛元素的协同作用，大幅提升了细化剂的晶粒细化效果，可进一步提升铝及铝合金的综合力学性能。发明内容[0003]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种铝碳氮化钛中间合金及其制备方法，以提升铝合金的晶粒细化水平，改善铝合