[发明专利]一种高硼含量Al-B中间合金熔体的获得方法

说明书

技术领域

本发明属于铝基中间合金的制备技术，具体地说是一种高硼含量(～8wt％B)铝硼中间合金的制备方法。

背景技术

Ti、V、Cr、Zr等微量元素对纯铝及铝合金的导电性影响很大，即使只有几十ppm的含量，也会导致纯铝及铝合金导电性的大幅度降低。为了解决这一问题，通常在熔炼电工用纯铝及铝合金时向熔体中加入一定量的Al-B中间合金，使Ti、V、Cr、Zr形成硼化物而得以沉淀去除。从保证导电铝质量的角度出发，工业生产中希望使用硼含量高的二元Al-B中间合金，要求硼以硼铝化合物颗粒的形式弥散分布于铝基体中。目前的Al-B中间合金中硼含量较低(＜7wt％)、且通常含有Ti，不能很好地满足电工用铝生产厂家的需求。

发明内容

本发明的目的为提供一种高硼含量Al-B中间合金熔体的获得方法，解决目前Al-B中间合金中硼含量不够高、且通常含有Ti的问题，满足电工用铝Ti、V、Cr、Zr等微量元素去除的需求。

本发明的技术方案是：

一种高硼含量Al-B中间合金熔体的获得方法，采用KBF4与铝熔体进行化学反应的方法获取铝硼中间合金熔体。

所述的高硼含量Al-B中间合金熔体的获得方法，通过使用多次低温加KBF4的方法，即：800±50℃时加KBF₄熔体加热到1025±50℃实现AlB₂向AlB₁₂转换熔体降温至800±50℃时加KBF₄，经过多次重复操作后，获得高硼含量铝硼中间合金熔体。

所述的高硼含量Al-B中间合金熔体的获得方法，每次KBF₄的加入量占铝熔体重量的20-60％。

所述的高硼含量Al-B中间合金熔体的获得方法，多次重复操作的次数在2-3次。

所述高硼含量Al-B中间合金的制备方法，铝硼中间合金中，硼含量可达8wt％，合金凝固后硼以颗粒状AlB₁₂化合物形式分布于铝基体中。

本发明的原理如下：

铝熔体与KBF₄发生化学反应，可以将硼自盐中还原出来。考虑到在530℃以上KBF₄开始发生如下分解反应：KBF₄→KF+BF₃，温度越高，分解越强烈，反应温度不宜过高。实验表明，反应温度应控制在800℃以下。在此温度条件下，铝熔体与KBF₄反应生成AlB₂，它具有网状结构，当反应进行到一定程度时，熔体会变得很粘，从而阻碍了化学反应的继续进行。因此，很难获得高硼含量的铝硼合金熔体，这一特性限制了以往用该方法生产的铝硼合金中的硼含量。

实际上，AlB₂和AlB₁₂间存在着如下反应：温度高于975℃时AlB₁₂相稳定，低于高于975℃时AlB₂稳定。当温度高于975℃时，上述反应迅速向正向进行，AlB₂很快转变为AlB₁₂，熔体中的网状结构消失，熔体粘度显著降低；当温度低于975℃时，上述反应逆向进行，但反应速度很慢，即使冷却速度很低，反应量仍很少。因此，自高温冷却下来的熔体内，硼主要仍以颗粒状的AlB₁₂形式存在，熔体黏度较小。此外，AlB₁₂的密度大于铝熔体的密度，当在800℃以下再一次向熔体添加KBF₄进行反应时，AlB₁₂保留于熔体内，不会进入渣中。

因此，可通过使用了多次加盐方法，获得了高硼含量(5-9wt％)的铝硼合金。

本发明的有益效果是：

本发明采用KBF₄与铝熔体进行化学反应的方法获取铝硼中间合金，使用多次低温加盐方法，即：800±50℃时加盐熔体加热到1000℃实现AlB₂向AlB₁₂转换熔体降温至800±50℃时加盐......的方法，获得高硼含量铝硼中间合金熔体。硼含量可高达8wt％，熔体凝固后硼以AlB₁₂化合物形式分布于铝基体中。

附图说明

图1含硼量为～8wt％样品的微观组织。铝与KBF₄的重量比为1∶1，KBF₄分两次加入熔体进行化学反应。图中，白色为铝基体，小颗粒为AlB₁₂颗粒，黑色为气孔或氟铝酸钾。