一种铝钛硼中间合金的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103146941A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103146941103146941A(43)申请公布日2013.06.12(21)申请号201310104275.5(22)申请日2013.03.28(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人张国栋胡玉华杨辉张建强(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人汪俊锋(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C21/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称一种铝钛硼中间合金的制备方法(57)摘要本发明公开了一种铝钛硼中间合金的制备方法。采用原材料及质量比为：Al50―70%，CaSO425―40%，TiO21-9，B0.2-4%，CaF23-5%；搅拌均匀；将搅拌均匀的物料放置到石墨的反应腔中，撒上点火剂，压实点火；高温下液态金属由反应腔下方的小孔流入成型模中，生成铝钛硼合金。本发明应用铝和硫酸钙、铝和氧化钛的铝热反应，铝热反应产物Ti和原料中多余的Al粉和B粉形成了铝钛硼的合金。由于不需要电解槽和熔炼炉等大型设备和外部能源等，大幅降低了生产的成本，缩短了工艺时间，得到了优质的铝钛硼中间合金细化剂。CN103146941ACN103469ACN103146941A权利要求书1/1页1.一种铝钛硼中间合金的制备方法，其特征在于：采用原材料及质量比为：Al50―70%，CaSO425―40%，TiO21-9，B0.2-4%，CaF23-5%；搅拌均匀；将搅拌均匀的物料放置到石墨的反应腔中，撒上点火剂，压实点火；高温下液态金属由反应腔下方的小孔流入成型模中，生成铝钛硼合金。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的点火剂为火药或者镁条。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，原材料中，Al粉为工业级200目，其余原料均为分析纯。2CN103146941A说明书1/3页一种铝钛硼中间合金的制备方法[0001]技术领域[0002]本发明涉及一种铝钛硼中间合金的制备方法，属于冶金技术领域。背景技术[0003]铝合金由于具有优良的性能，在实际生产和生活中的各个领域得到广泛应用。铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金，变形铝合金可分为热处理强化和非热处理强化变形铝合金。铸造铝合金和非热处理强化变形铝合金要获得优异的综合力学性能，就必须得到细小均匀的等轴晶组织。铝合金的晶粒细化手段主要有三种：（1）控制金属凝固冷却速度；（2）机械物理细化法；（3）化学细化法，即加入晶粒细化剂。到目前为止最有效、最简单的晶粒细化方法是向铝熔体内添加细化剂。[0004]目前，铝及其合金细化处理最高效、稳定的细化剂是铝钛硼丝。用铝钛硼作为细化剂已成为铝合金晶粒细化时最普遍和有效采用的工艺方法。到现在为止，铝钛硼丝出现了各种不同的成分含量，如AlTi5%B1%、AlTi3%B1%、AlTi5%B0.2%等。[0005]生产铝钛硼中间合金的方法主要有三种：电解法；铝热还原法；高温自蔓延法。[0006]电解法（如专利88102506.2）是指将一定比例的工业硼化物和钛化物加入到电解槽铝熔体中，以铝熔体为阴极的电解槽中析出Ti和B而形成中间合金。主要缺点是难以生产较高Ti和B含量的Al-Ti-B中间合金，且Ti:B比例随时间的延长而降低，使成分难以控制。铝热还原法是在高温的冰晶石-氧化铝熔液中，加入比例的铝、B2O3和TiO2。铝热还原需要1000℃左右的的高温，反应时间一般为几十分钟。因此很显然该方法的能耗高，生产效率低下。在此基础上，有人（如专利93112079.9）通过B的碱金属氟盐及纯钛颗粒来代替B2O3和TiO2，但是纯钛的成本较高，也不是很理想。高温自蔓延法是将Al、Ti粉和B粉混合在高温下直接反应合成中间合金，这样不仅反应温度高，而且成本高昂。[0007]在此背景下，发明人欲提供一种设备简单，成本低廉，细化效果显著的铝钛硼中间合金的制备方法。发明内容[0008]本发明所要解决的技术问题是提供一种设备简单、成本低廉的铝钛硼中间合金的制备方法。[0009]本发明主要是采用铝和硫酸钙的自蔓延反应的热量作为热源，同时铝和钛的氧化物铝热反应放热并形成Ti，与B和多余的铝粉形成铝钛硼中间合金。具体包括以下生产步骤：采用原材料及质量比为：Al50―70%，CaSO425―40%，TiO21-9，B0.2-4%，CaF23-5%；搅拌均匀；将搅拌均匀的物料放置到石墨的反应腔中，撒上点火剂，压实点火；高温下液态金属由3CN103146941A说明书2/3页反应腔下方的小孔流入成型模中