[发明专利]一种铝钛硼合金熔体的净化方法

说明书

技术领域

本发明属于合金材料制造技术领域，尤其是涉及一种铝钛硼合金(铝及铝合金的晶粒细化剂)熔体的净化方法。

背景技术

铝钛硼合金大多采用K₂TiF₆+KBF₄为钛-硼元素的添加材料，反应过程中，反应产物mKF·nAlF₃易形成大分子化合物，并混杂于Al(TiB₂+TiAl₃)熔体中难以析出，严重影响了Al(TiB₂+TiAl₃)合金的纯净度及其细化性能，而且传统的制造工艺，一直没能找到合适的方法解决在合金制备过程中产生的大分子量反应产物mKF·nAlF₃混杂于Al(TiB₂+TiAl₃)合金中的问题。

均匀弥散分布在铝钛硼合金(铝及铝合金的晶粒细化剂)中的渣(mKF·nAlF₃)若不加以有效清除，或者说，渣(mKF·nAlF₃)的量(溶解于铝钛硼合金熔体中)不控制在一个确定量以下，那么，一旦这些渣伴随着(实际应用中的)铝钛硼合金作为晶粒细化剂添加到待加工的铝基合金材料中时，就会对加工铝材产生巨大的使用安全隐患，例如：这些渣一旦进入用于制造飞机机翼的铝板中，该铝板由于在空中飞行受到低温和高压的作用，铝板中渣的所在部位就可能造成铝板撕裂的诱导点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝钛硼合金熔体的净化方法，解决现有技术存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铝钛硼合金熔体的净化方法，包括如下步骤：

A、在反应炉中加入工业纯铝锭并熔化后，加入高温覆盖剂覆盖，升温至670～900℃；

B、加入K₂TiF₆和KBF₄并搅拌，使之发生如下反应：

其中Al(TiB₂+TiAl₃)合金中Ti(钛)含量为1～10％，B(硼)含量为0.001～5％，余量为Al(铝)；

C、向已经混合均匀的K₂TiF₆+KBF₄搅拌材料中，加入含Mg(镁)、Li(锂)、Na(钠)以及F(氟)的络合物，所述络合物的量为K₂TiF₆和KBF₄质量之和的0.01％～1％，温度恒定为670～850℃，均匀搅拌15～60min，除去浮渣，使之凝固并加工成型。

优选的方案是：所述的步骤A～C中，反应温度为670～850℃。

更优的方案是：所述的步骤A～C中，反应温度为680～780℃。

更优的方案是：所述的步骤B)中反应产物mKF·nAlF₃，其中m+n≤200。

优选的方案是：合金中Ti(钛)含量为1～6％，B(硼)含量为0.001～0.5％，余量为Al(铝)。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

在本发明的反应过程中，通过添加适量的含Mg(镁)、Li(锂)、Na(钠)以及F(氟)的络合物，很好地起到了阻止反应产物mKF·nAlF₃聚合的效果；在传统的铝钛硼制造工艺中，没能解决mKF·nAlF₃聚合的问题，合金产物中，可以检测到K(钾)的含量大约为5g/Kg，而通过添加适量的含Mg(镁)、Li(锂)、Na(钠)以及F(氟)的络合物后，检测到合金产物中K(钾)的含量小于0.01g/Kg，从而使其反应后合金产物中杂质含量大幅降低。

本发明在铝钛硼合金制备过程中，通过添加络合物的量为K₂TiF₆和KBF₄质量之和的0.01％～1％，使得反应产物mKF·nAlF₃难以聚合成大分子；由于难以聚合成大分子，其分子比重小于铝钛硼合金熔体比重，进而浮于铝钛硼合金熔体层之上，从而十分容易将其除去；在反应过程中，将m+n控制在≤200，为理想效果。通过本发明所述的工艺制备得来的铝钛硼合金，除了具有传统的强度高、延展性好等优点外，还十分适合冶金质量要求高的铝材加工。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1