[发明专利]一种改善铝钛硼细化剂组织性能的方法

说明书

本发明公开了一种改善铝钛硼细化剂组织性能的方法，包括以下步骤：取Al‑5Ti‑1B中间合金，放入石墨坩埚并置于井式炉中，设置升温速率和设定温度后升温，达到设定温度后保温，随后将石墨坩埚取出，放入低频磁场线圈中，在保温条件下进行电磁、机械耦合搅拌，搅拌结束后通过水冷铜模冷却即得。本发明提供了一种改善铝钛硼细化剂组织性能的方法，能够有效改善铝钛硼细化剂的细化性能。随着搅拌时间的延长以及温度的升高，第二相粒子TiAl₃的尺寸也越来越小，由200μm左右变为50μm左右，数量也明显变多，分布也更加均匀，不再聚集成团。而第二相粒子TiB₂的分布也更加均匀，没有了聚集成团的现象发生。显示出良好的细化效果。

技术领域

本发明涉及一种改善铝钛硼细化剂组织性能的方法，具体属于合金细化剂技术领域。

背景技术

铝及其合金作为现代工业中一种重要的原材料，具有密度小、比强度高、较好的导电及导热性、较强的耐腐蚀性等一系列优点，所以被大量的运用到航空航天、汽车制造、家电用品、机械建筑等一系列热门行业。人们越来越多的把铝及其合金作为重要的工业原料来使用。随着铝合金使用的越来越广泛，各行各业自然而然的对铝合金材料的使用性能提出了更加苛刻的要求，如何利用好相应的强化理论，使铝合金的使用性能得到进一步提升，以满足各个领域的新要求，一直都是是材料科学领域的重要研究课题。

在各种各样的强化方法中一直都存在一个问题，那就是往往材料的强度和塑性不能够同时得到提高。它们二者有其中一方变强，另一方往往会变弱。所以说有很多提高金属强度的方法，会使塑性和韧性降低到一个对工业发展有明显阻碍的程度上。目前来说只有细化晶粒的方法能够同时提高材料的强度和韧性。使用细化剂来细化铝晶粒的方法被广泛认为是最行之有效的方法。而铝钛硼细化剂作为一种常用的细化剂还存在不足，比如铝钛硼细化剂本身的冶金质量并不好，一些无用的夹杂物含量高，易污染铝及铝合金；铝钛硼细化剂中TiB₂粒子尺寸较大且易聚集成团，由此带来许多质量问题；细化剂的组织结构对工艺因素的敏感度极高，即使在相同的化学成分条件下其组织形态和细化效果也可能会有所不同，细化效果不稳定等。因此研究一种改善铝钛硼细化剂组织性能的方法，提高铝钛硼细化剂的细化效果，显得尤为必要。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种改善铝钛硼细化剂组织性能的方法，能够有效改善铝钛硼细化剂的细化性能。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种改善铝钛硼细化剂组织性能的方法，包括以下步骤：取Al-5Ti-1B中间合金，放入石墨坩埚并置于井式炉中，设置升温速率和设定温度后升温，达到设定温度后保温一定时间，随后将石墨坩埚取出，放入低频磁场线圈中，在保温条件下进行电磁、机械耦合搅拌，搅拌结束后通过水冷铜模冷却即得。搅拌过程中可以对石墨坩埚施加保温措施便于延长保温时间。

前述改善铝钛硼细化剂组织性能的方法中，升温速率为10℃/min～15℃/min。

前述改善铝钛硼细化剂组织性能的方法中，设定温度为720℃～820℃。

前述改善铝钛硼细化剂组织性能的方法中，达到设定温度保温为在设定温度下保温10min～20min。

前述改善铝钛硼细化剂组织性能的方法中，低频磁场线圈的磁场强度为12000～15000AT；电磁、机械耦合搅拌中机械搅拌频率为2～3Hz。

前述改善铝钛硼细化剂组织性能的方法中，电磁、机械耦合搅拌中机械搅拌是指用预热后的陶瓷搅拌棒进行搅拌。

进一步地，前述改善铝钛硼细化剂组织性能的方法中，陶瓷搅拌棒在600～700℃下预热15～20min。

前述改善铝钛硼细化剂组织性能的方法中，搅拌时间为5～15min。