[发明专利]一种Al-Ti-C中间合金的制备方法

说明书

一种Al‑Ti‑C中间合金的制备方法，其步骤为：（1）把碳粉和钛粉混合，制成预制丝；预制丝中钛15‑30%、碳1.5‑5.5%，其余为铝；（2）预制丝连接到直流或交流电源负极上，石墨棒连接到正极；（3）把工业纯铝液温度控制在750℃‑950℃，同时在铝液表面覆盖冰晶石或其它除渣剂；把石墨棒先置入铝液，再把预制丝放人铝液上面产生电弧，使预制丝熔化，这个铝液是连续流动的铝液或定量的铝液；（4）按Al‑Ti‑C中间合金成分要求，定量连续或间歇加入预制丝，经净化处理连续成型或浇注铸锭轧制。

技术领域

本发明属于湿法冶金和铸造技术邻域，具体涉及Al-Ti-C中间合金的制备技术。

背景技术

晶粒细化能够提高金属的强度，提高组织的均匀性。铝合金的细化通常经过机械搅拌和添加细化晶粒来完成，而添加细化晶粒是最简单、最有效的方法。目前使用的变质剂主要有Al-Ti-C及Al-Ti-B两种。人们为了提高铝及铝合金的质量，降低废品率，同时在生产Al-Ti-C合金的方法的不断改进，提高Al-Ti-C合金本身的质量生产方面采取了很多措施，但现有技术在不同程度上存在如下问题：迄今为止，采用熔体反应法、高温自蔓延法和热爆法均可以制备 Al-Ti-C 中间合金，不同的工艺有其自身的特点。

近年来，国内对提高Al-Ti-C合金的质量进行了大量的研究工作，取得了很大的进展，申请的专利有： 200610046996（制备Al-Ti-C中间合金的方法）用冰晶石为覆盖剂，将钛的氧化物、高纯碳源及金属铝放入坩埚，还原铸锭后即得。

Ａl-Ti-C中间合金；200410074369（一种Al-Ti-C中间合金的制备方法 ）将ＣaＣ和氟钛酸钾混合物加入铝熔体中，除去熔体表面的浮渣，浇注成型制得Al-Ti-Ｃ中间合金；98119377（一种含钛、碳的铝基中间合金的制备方法 ），按比例向铝液中加入钛酸盐、石墨粉和活化剂，除渣、浇铸成锭，即为产品中间合金；200610127939（一种Al-Ti-C中间合金的制备方法）将将Al、Ti、C粉按比例混合并模压成棒作为自耗电极，并熔炼；02156761（一种铝钛碳中间合金晶粒细化剂）在铝液中加入碳质材料及钛并搅拌。

中国专利00123953.8（一种铝－钛－碳中间合金的制备方法）在感应炉中将工业纯铝加热至1100-1350℃，然后同时加入纯钛和石墨粉，直接浇注成锭或通过连铸连轧设备制备成线材。总体来看，虽然采用了不同的碳源和钛源，可以生产晶粒细化剂，但工艺复杂，成本高，细化剂不能一次成型，使细化效果差，废品率高，产品质量低。

上述专利从制备原理和制备技术上做了探究，取得了一定的进步，但这些制备方法不同程度存在以下问题：

1.Al-Ti-C合金中夹渣物含量高，熔化后使铝液的粘度提高，夹杂物不易从铝液中清除。但需要避免制备过程中反应盐渣带来的污染效应

2.Al-Ti-C合金中存在大块的金属间化合物，有一定的变质作用，但另一方面在铝中聚集长大相当于夹杂物，在后续的加工过程中使产品的内在及表面质量降低，强度降低，变形性能恶化。

3.生产工艺复杂，先铸锭然后用挤压成型的方法，挤压成变质剂所用丝的直径，需要大型设备，并且组织不均匀，影响变质效果。但难以实现规模化生产。

4.生产工艺不稳定，对操作工的要求高，产品的质量不稳定，影响后续产品的质量不稳定。但反应过程中需要气氛保护，令该工艺的应用受限。

发明内容

本发明的目的是提供一种Al-Ti-C中间合金的制备方法。

本发明是一种Al-Ti-C中间合金的制备方法，其步骤为：

（1）把碳粉和钛粉混合，制成预制丝；预制丝中钛15-30%、碳1.5-5.5%，其余为铝；

（2）预制丝连接到直流或交流电源负极上，石墨棒连接到正极；