一种铝-镍-钛-碳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*CN102220524A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102220524A(43)申请公布日2011.10.19(21)申请号201110205422.9(22)申请日2011.07.21(71)申请人华北电力大学（保定）地址071003河北省保定市永华北大街619号(72)发明人丁海民范孝良王进峰李春燕(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司13108代理人李羡民周晓萍(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22C1/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种铝-镍-钛-碳中间合金的制备方法(57)摘要一种铝-镍-钛-碳中间合金的制备方法，用于解决铝熔体中TiC合成困难问题。其技术方案是：首先将石墨粉与纯镍一起置于真空碳管炉中加热至1500-1800℃保温15-30分钟后随炉冷却，得到含粗大片状石墨的镍-碳合金；将所得镍-碳合金进一步重熔并快速冷却，得到含有细小球状石墨的镍-碳中间合金；然后将将纯铝置于中频感应炉中熔化至700-800℃后加入海绵钛，保温1-3分钟后，将熔体继续升温至850-950℃并加入制备好的镍-碳合金，保温2-30分钟后直接浇注成锭或轧制成线材。利用该方法制备铝-镍-钛-碳中间合金，制备过程温度低，无污染，且碳的吸收率高，反应完全，适合大规模工业化生产。CN10254ACCNN110222052402220533A权利要求书1/1页1.一种铝-镍-钛-碳中间合金的制备方法，其特征在于：它按下述步骤进行：a.按照如下质量百分比准备原料：0.50%-10.00%的海绵钛、0.10%-1.00%的石墨粉、0.50%-10.00%的纯镍、余为纯铝；b.按配比将原料中的石墨粉与纯镍一起置于真空碳管炉中加热至1500-1800℃，保温15-30分钟后随炉冷却，得到含有粗大片状石墨的镍-碳合金；c.将步骤b中所得镍-碳合金置于高频感应炉中加热至熔化，然后将其浇注到金属模中快速冷却，得到含有细小球状石墨的镍-碳合金；d．按配比将原料纯铝置于中频感应炉中熔化至700-800℃后加入配比量的海绵钛，保温1-3分钟后，将铝-钛熔体继续升温至850-950℃；e.将步骤c中制备好的细小球状镍-碳合金加入到铝-钛熔体中，保温2-30分钟，直接浇注成锭或轧制成线材。2.根据权利要求1所述的铝-镍-钛-碳中间合金的制备方法，其特征在于：所述铝-镍-钛-碳中间合金中的化学成分组成如下：成分wt%含量铝79.00-98.90；镍0.50-10.00；钛0.50-10.00；碳0.10-1.00。2CCNN110222052402220533A说明书1/3页一种铝-镍-钛-碳中间合金的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于细化含镍铝合金晶粒的铝-镍-钛-碳中间合金的制备方法，属合金材料技术领域。背景技术[0002]TiC由于与α-Al具有良好的晶格匹配关系，是铝合金晶粒的优良形核衬底，以TiC为主要组成相的Al-Ti-C中间合金被认为是当前广泛应用的Al-Ti-B中间合金的理想替代者，可以克服诸如TiB2粒子易聚集成团、细化效果易衰退等缺点。但是由于主要的碳源石墨与铝熔体之间的润湿性极差，合金化困难，长期以来铝熔体中TiC的合成都是一个技术难题，严重制约了TiC在铝合金细化工业中的应用。1985年，德国学者Banerji和Reif通过强烈搅拌方法获得了铝熔体中合成TiC的突破，但是在高温下长时间强烈搅拌铝熔体会使合金严重吸气、氧化烧损、生成大量夹杂物，并且能耗增高，大大增加了生产成本；此外由于碳反应不完全，在制备的中间合金中常含有游离的碳，这些都限制了该技术在实际生产中的应用。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，同时制备温度较高，不利于中间合金在后续工艺中轧制成线材。文献（《轻合金加工技术》，2010，（2）:21–26）报道了用热爆法在铝熔体中合成TiC的工艺，该方法的缺点是制备过程不易控制，所制备的细化剂的细化效果难以保证。发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本低、工艺简单、无污染且适合工业化生产的铝-镍-钛-碳中间合金的制备方法。[0004]本发明所称问题是通过以下技术方案解决的：一种铝-镍-钛-碳中间合金的制备方法，其特别之处是，它按下述步骤进行：a.按照如下质量百分比准备原料：0.50%-10.00%的海绵钛、0.10%-1.00%的