[发明专利]一种使用多频感应炉生产的铝钛硼合金及其生产工艺

说明书

技术领域

 本发明涉及一种铝钛硼合金生产工艺，具体是一种使用多频感应炉生产的铝钛硼合金及其生产工艺。

背景技术

目前关于铝钛硼中间合金制备的理论研究非常多，按照原料性质可以分为氧化物法、氟盐法和纯钛颗粒法等；按照制备工艺又可以分为铝热还原法、电解法、自蔓延高温合成法等。但目前在工业中生产高质量的铝钛硼中间合金运用广泛的是氟盐法，即利用K2TiF6和KBF4通过铝热反应制造出铝钛硼合金。

2)氟盐法其缺点是由于在合金化过程中产生的副产物氟铝酸钾盐以及熔盐对耐火材料的腐蚀带入的夹杂物，很难从铝钛硼合金中有效的彻底去除。导致这些杂质随细化剂而带入被细化的合金当中去，极大的减弱了铝合金细化效果。

3)如何在工业上生产出尺寸细小、弥散分布均匀的TiB2相和TiAl3相和高纯洁度产品高端铝钛硼合金面临的课题。目前国产铝钛硼中间合金细化剂质量一般，合金组织内主要存在TiB2相和TiAl3相的形态、尺寸和分布，以及氧化物与氟盐杂质含量中的某个或多个质量指标达不到要求。因此普通法生产的铝钛硼合金不能满足日益增长和不断创新的高精尖、高品质铝合金材料的细化处理的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布均匀、渣含量少的使用多频感应炉生产的铝钛硼合金及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种使用多频感应炉生产的铝钛硼合金，按照重量份的原料包括：铝锭800-1200份、氟钛酸钾160-310份、氟硼酸钾80-150份、稀释缓冲剂25-30份、精炼剂8-12份、吸渣剂8-12份。

作为本发明进一步的方案：所述吸渣剂按照重量百分比的原料包括：氯化钠3.2-4.8份、氯化钾2.4-3.6份、氟硅酸钠2-3份、氟化钙0.4-0.6份。

所述使用多频感应炉生产铝钛硼合金的生产工艺，具体步骤如下：

（1）配料与混料：按照重量份称取氟硼酸钾与氟钛酸钾后用混料机进行混合10-12min得到氟盐混合物；

（2）铝锭熔化：按照重量份称取铝锭，将铝锭放入熔铝炉中并加热至740-800℃后将铝水和未熔化的铝锭均倒入多频感应炉中；

（3）纯铝处理：开启多频感应炉并使其处于A频段，调节功率搅拌，开启环保设备，用加料机加入精炼剂和15-25%的氟盐混合物，加料时间为5-10min，保持多频感应炉中的温度为850-900℃进行加热10-12min，将多频感应炉切换到B频段，保温15-20min后停炉，倒掉炉内上层的氟盐渣水层；

（4）合金化反应：开启多频感应炉并使其处于A频段，调节功率搅拌，开启环保设备和搅拌装置，将稀释缓冲剂加入到剩余的氟盐混合物中，并通过加料机将混有稀释缓冲剂的氟盐混合物加入到多频感应炉中，加料时间为25-40min，通过调节电炉功率与加料速度使反应过程温度为700-886℃，加料结束10-15min后，停止搅拌装置；

（4）保温与清渣：将多频感应炉切换到B频段，调节功率，使电炉处于保温状态，保温温度为750-850℃，保温25-30min后停止电炉，静置8-10min后倒掉氟盐渣水层，加入吸渣剂吸渣并清理；

（6）除气与精炼：将清渣后的金属液转入精炼浇铸炉，使用旋转除气机搅拌2-3min，清理上层浮渣；开启多频感应炉最大功率，再使用旋转除气机进行旋转除气，当多频感应炉温度达到780-820℃后，调节多频感应炉使其处于保温状态，除气30-45min后停止除气，关炉，清理炉壁渣；

（7）浇铸：清理完后再开炉使其处于保温状态，准备浇铸，浇铸温度为770-830℃，浇铸速度为1.5-2.5t/h，调节冷却系统控制轧制温度，进轧温度为450-550℃，轧制成铝钛硼合金杆；

（8）清炉：生产完后及时清炉，每炉一次，清炉时，炉墙和炉角上的灰渣结块要用铲子清除干净。

作为本发明进一步的方案：所述步骤（3）对铝液中加入精炼剂和氟盐混合物作为后期反应的异质形核剂。

作为本发明进一步的方案：所述步骤（4）中开启搅拌装置使加入的氟盐混合物和铝液快速接触反应产生的钛和硼粒子化合物分散开来，得到细小分布均匀的粒子相态合金。

作为本发明进一步的方案：所述步骤（5）中进行保温时，多频感应炉处于B频段，使得合金液下部搅拌，上部保持静态，下部搅拌防止钛和硼粒子化合物沉降、团聚与偏析，防止氟盐卷入合金与合金液裸露氧化。