一种铝-钛-磷-碳-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(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103290271103290271B(45)授权公告日2014.12.24(21)申请号201310273035.8(56)对比文件WO2012/065453A1,2012.05.24,全文.(22)申请日2013.07.01审查员刘春涛(73)专利权人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人聂金凤刘相法(74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人王绪银(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22C1/10(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书4页说明书4页(54)发明名称一种铝-钛-磷-碳-硼中间合金及其制备方法(57)摘要本发明属金属材料领域，涉及一种用于细化变质共晶及过共晶铝-硅系合金中初晶硅与共晶硅的铝-钛-磷-碳-硼中间合金及其制备方法。该中间合金体系，磷元素以Ti5P3和TiP0.63化合物形式存在，并含有微米级和亚微米级的TiC和TiB2粒子。该合金化学组成按质量百分比为：铝82.00%-96.30%，钛2.50%-10.00%，磷1.00%-5.00%，碳0.10%-2.00%，硼0.10%-1.00%。制备步骤是：按比例准备好工业纯铝、铝-磷二元中间合金、铝-硼二元中间合金、纯钛和石墨粉。将配好的纯铝与铝-硼二元中间合金一起置于中频炉中熔化至900℃-1100℃，加入铝-磷二元中间合金，搅拌2-5分钟，升温至1100℃-1400℃，同时加入纯钛和石墨粉，保温并搅拌5-30分钟后直接浇注成锭或制备成线材。所制备铝-钛-磷-碳-硼中间合金具有良好的细化变质效果。CN103290271BCN103297BCN103290271B权利要求书1/1页1.一种铝-钛-磷-碳-硼中间合金，包含铝、钛、磷、碳、硼元素，各组分的质量百分比为：铝82.00％-96.30％，钛2.50％-10.00％，磷1.00％-5.00％，碳0.10％-2.00％，硼0.10％-1.00％；其特征是磷元素以Ti5P3和TiP0.63形式存在于中间合金中；且含有微米级和亚微米级的TiC、TiB2粒子。2.根据权利要求1所述的一种铝-钛-磷-碳-硼中间合金的制备方法，其特征是包括以下步骤：(1)首先按以下质量百分比准备好所需要原料：14.30％-72.00％的铝-磷二元中间合金、3.00％-17.00％的铝-硼二元中间合金、2.50％-10.00％纯钛、0.10％-2.00％石墨粉，余为纯铝；其中所用铝-磷二元中间合金中磷的百分含量为5.00％-7.00％，铝-硼二元中间合金中硼的百分含量为3.00％-6.00％；(2)将纯铝与铝-硼二元中间合金一起置于中频炉中熔化至900℃-1100℃，加入铝-磷二元中间合金，搅拌2-5分钟；(3)升温至1100-1400℃，同时加纯钛和石墨粉，保温并搅拌5-30分钟后浇注成锭或制成线材。2CN103290271B说明书1/4页一种铝-钛-磷-碳-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，特别涉及一种能够细化变质铝-硅系合金中初晶硅与共晶硅的铝-钛-磷-碳-硼中间合金及其制备方法。背景技术[0002]目前，共晶及过共晶铝-硅系合金中初晶硅的细化主要采用添加磷的方法。自上世纪三十年代发明磷细化初晶硅的专利以来，含磷中间合金的研究取得了较大进展，如铜-磷、铝-铜-磷、铝-铁-磷和铝-硅-磷等中间合金。申请号为200510044827的中国专利报道了一种含有铝、硅、磷的新型中间合金，该中间合金中含有大量预先形成的AlP颗粒，其对初晶硅具有良好的细化效果，并在生产中获得了大规模的推广应用。但是，该中间合金中的AlP化合物易于在空气中氧化、水解，从而造成中间合金的磷在保存过程中的损耗。专利号为CN101613820B的中国专利报道了一种铝-锆-磷中间合金，其中形成大量的ZrP化合物解决了AlP的储存损耗问题，但是锆元素的添加大大提高了中间合金的生产成本，因此在生产中迫切需要发明一种新的含磷铝基中间合金，在达到良好的细化效果的同时，便于长期保存和使用，且生产成本较低。发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够对共晶及过共晶铝-硅合金中的初晶硅起到高效细化并显著提高合金的力学性能的铝-钛-磷-碳-硼中间合金，同时提供一种生产成本低、工艺简便、适合工业化生产的制备方法。[0004]本发明是通过以下方式实现的：[0005]一种铝-钛-磷-碳-硼中间合金，包含铝、钛、磷元素，其特征是它还含有碳和硼元素，各组分的质量百分比为：铝82.00%-96.30%，钛2.50%-