[发明专利]一种高含量钛硼晶粒细化剂、制备方法及使用方法

说明书

本发明公开了一种高含量钛硼晶粒细化剂、制备方法及使用方法，该高含量钛硼晶粒细化剂通过金属钛粉、氟钛酸钾、氟硼酸钾、氟铝酸钾、成型润滑剂配方的组合，Ti含量25‑45％，B含量2.5‑4.5％，是一种Ti、B有效含量高的钛硼晶粒细化剂；本产品加入铝液后，迅速反应，生成TiAl₃、TiB₂等有效粒子，在助熔剂的作用下，快速扩散，可对铝及铝合金起到晶粒细化作用，另外还可添加Ti元素，起到提高合金强度的作用，是一种集晶粒细化、Ti元素添加功能于一体的高效钛硼晶粒细化剂。

技术领域

本发明涉及铝合金生产领域，特别是涉及一种高含量钛硼晶粒细化剂、制备方法及使用方法。

背景技术

在铝合金中加入少量的Ti，一般含量在0.1-0.2％左右，在合金凝固时形成TiAl₃相，作为外来形核核心，可细化合金组织，提高合金韧性、强度、硬度等，改善合金性能。目前常用的铝合金晶粒细化剂有钛剂、铝钛合金、铝钛硼合金。钛剂Ti含量一般在75-80％，有效元素Ti含量较高，由海绵钛粉和金属钛粉添加助熔剂制备；铝钛合金中Ti含量一般在5-15％，有效元素Ti含量较低，一般由海绵钛和金属钛在在高温下与铝熔合而成，有比较粗大的TiAl₃相，一定程度上影响了其细化效果。铝钛硼合金Ti含量一般在3-10％，B含量一般在0.6-1.0％，有着较好的晶粒细化效果，但是Ti、B含量相对较低，一般添加量在2‰左右，价格相对较高。另外，单纯添加Ti元素对铝合金的细化效果不太理想，同时加入B元素，可形成TiB₂相，与TiAl₃起联合细化作用，由于TiAl₃和TiB₂的双相形核作用，可显著提高细化效果，其细化效果要优于钛剂和铝钛中间合金。

目前，公开的铝合金用晶粒细化剂一般是铝钛硼合金。如中国发明专利CN105925854A公布了一种优质铝钛硼细化剂的制备方法，制备的铝钛硼细化剂的质量百分比为：Ti为4.8～5.5％，B为0.8～1.2％，铝为余量。该中间合金的制备方法包括根据化学反应方程式计算出二次加料所需的氟硼酸钾和氟钛酸钾，加料方式是分2次加料；相比于传统工艺制备的细化剂，该发明专利制备的细化剂细化效果更好，其实例2中制备铝钛硼细化剂的细化性能较传统工艺提高约10％。

中国发明专利CN107893178A公布了一种高品质铝钛硼合金杆的制备方法，采用变频感应电炉和中频感应电炉相配合生产铝钛硼合金，在加料前对铝液进行精炼并加入氟盐和扩散剂混合物作为合金化过程中对TiAl₃和TiB₂质点的形核剂，合金化完成后形成的TiAl₃和TiB₂质点细小且分布更均匀，消除了TiAl₃质点形成杆状和TiB₂质点聚集；本发明生产的产品中TiAl₃和TiB₂质点细小，分布均匀弥散，渣含量极少，有效解决了目前市场上连铸连轧铝钛硼合金杆TiAl₃质点粗大，TiB₂质点聚集，夹渣严重在铝合金中细化能力差的问题。

中国发明专利CN107604184A公布了一种铝钛硼合金及其制备方法，该铝钛硼合金的制备方法包括将用铝箔包装成袋的钛屑与用铝箔包装成袋的氟硼酸钾和氟化钠的混合物熔于铝液中，经浇铸得到铝钛硼合金，利用该制备方法可以有效利用钛屑，并能缓解现有技术中生产铝钛硼合金污染环境、成本高以及合金偏析的问题，达到减少环境污染、降低成本和提高铝钛硼合金品质的效果；

中国发明专利CN106244834A公布了一种用硼粉和氢化钛制备铝钛硼中间合金的方法，本发明要解决现有的制备铝钛硼中间合金的方法中，氟盐法有害气体排放量大的缺陷。本发明的制备方法包括以下步骤：1)将铝锭熔化加入硼粉和氢化钛合金化；2)反应完成后，倾倒出浮于铝液表面的反应副产物；3)然后除气，扒渣，浇注，即得到铝钛硼中间合金。本发明生产工艺简单，原材料来源广泛，没有氟化物排放，降低环境污染，制备的铝钛硼中间合金洁净度较高，本发明的方法适用于铝工业领域。