一种铝钛碳中间合金细化剂及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115341115A(43)申请公布日2022.11.15(21)申请号202110517615.1(22)申请日2021.05.12(71)申请人中国科学院过程工程研究所地址100190北京市海淀区中关村北二条1号(72)发明人王钰李萌启(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332专利代理师巩克栋(51)Int.Cl.C22C1/06(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22C1/00(2006.01)C22C45/08(2006.01)C22C21/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页(54)发明名称一种铝钛碳中间合金细化剂及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种铝钛碳中间合金细化剂及其制备方法，所述制备方法按质量比例称取含有TiC结构的MAX陶瓷粉体与铝粉，依次经过混料、压制成型以及高温处理，经冷却得到铝钛碳中间合金细化剂。本发明所述制备方法采用含有TiC结构的MAX陶瓷粉体(含有Ti元素和C元素的三元化合物)作为Ti源和C源，通过三元化合物与Al的高温反应，“自上而下”原位分解形成TiC粒子，不仅避免了传统“自下而上”制备方法中反应物残留、Ti元素和C元素扩散不均匀等问题，还具有工艺过程简单，环境友好，成本较低，材料成分设计方便等优点，适合规模化生产。CN115341115ACN115341115A权利要求书1/2页1.一种铝钛碳中间合金细化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)混料：按质量比例称取含有TiC结构的MAX陶瓷粉体与铝粉并混合均匀，得到混合粉料；(2)压制成型：将步骤(1)所述混合粉料压制成型，得到混合坯体；(3)高温处理：将步骤(2)所述混合坯体进行高温处理，经冷却得到铝钛碳中间合金细化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述质量比例中含有TiC结构的MAX陶瓷粉体的质量百分比为1～30wt.％，其余为铝粉以及不可避免的杂质。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含有TiC结构的MAX陶瓷粉体包括Ti2AlC粉体、Ti3AlC2粉体或Ti3SiC2粉体中的任意一种或至少两种的组合，优选为Ti2AlC粉体。4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合均匀采用球磨进行。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述球磨采用的研磨球为玛瑙球；优选地，采用筛分除去所述研磨球；优选地，所述球磨的球料质量比为(2～4):1；优选地，所述球磨的时间为5～10h。6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述压制成型的压强为50～200MPa。7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述高温处理包括将步骤(2)所述混合坯体放入氧化铝坩埚内，再将所述氧化铝坩埚置于高温炉中；优选地，步骤(3)所述冷却为随炉冷却。8.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述高温处理在氩气气氛下或真空状态下进行；优选地，步骤(3)所述高温处理的目标温度为700～1100℃；优选地，步骤(3)所述高温处理的升温速率为5～30℃/min；优选地，步骤(3)所述高温处理的保温时间为5～120min。9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)混料：按质量比例称取含有TiC结构的MAX陶瓷粉体与铝粉并采用球磨混合均匀，所述球磨采用的研磨球为玛瑙球，控制球料质量比为(2～4):1，时间为5～10h，采用筛分除去所述研磨球，得到混合粉料；其中，所述质量比例中含有TiC结构的MAX陶瓷粉体的质量百分比为1～30wt.％，其余为铝粉以及不可避免的杂质；所述含有TiC结构的MAX陶瓷粉体包括Ti2AlC粉体、Ti3AlC2粉体或Ti3SiC2粉体中的任意一种或至少两种的组合；(2)压制成型：将步骤(1)所述混合粉料在50～200MPa下压制成型，得到混合坯体；(3)高温处理：将步骤(2)所述混合坯体放入氧化铝坩埚内，再将所述氧化铝坩埚置于高温炉中进行高温处理，所述高温处理在氩气气氛下或真空状态下进行，以5～30℃/min的升温速率升至700～1100℃的目标温度，保温时间为5～120min，后随炉冷却至室温得到铝2CN115341115A权利要求书2/2页钛碳中间合金细化剂。10.一种铝钛碳中间合金细化剂，其特征在于，利用权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到。3CN115341115A说明书1/7页一种铝钛碳中间合金细化剂及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及铝及铝合金晶粒细化技术领域，具体涉及一种铝钛碳中间合金细化剂及其制备方法。背景