[发明专利]一种高均匀度Al-TiB2中间合金制备方法

说明书

一种高均匀度Al‑TiB₂中间合金制备方法，属于中间合金技术领域。质量百分比组份，Ti：8.0‑12.0%，B：3.0‑5.0%，余量为Al；Ti/B=1/2，物相组成包括α‑Al、TiB₂。按要求称量H₃BO₃、TiO₂、铝粉、钛粉、铝锭，中间合金配料的摩尔比为Ti/B=1/4,Ti/TiO₂=2/3，铝锭纯度99.9%；先将TiO₂、H₃BO₃混合均匀，300℃加热两个小时；将加热后的粉末在和铝粉混合置于模具中，压制成块体；将铝锭加热熔化，覆盖冰晶石；将熔体升温，压入块体，待反应完成后，在700℃到900℃下分级搅拌，压入C₂Cl₆精炼，扒渣，浇注。本发明利用低成本原料，制备的高均匀度TiB₂颗粒粒径度为1μm。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种高均匀度Al-TiB₂中间合金制备方法。

背景技术

目前铝工业广泛应用的Al-TiB₂中间合金仍面临一些技术难题，主要体现在颗粒含量含量低，纯净度差，第二相尺寸、形貌和分布不合标准等。目前工业上通过氟盐反应法大量制备Al-TiB₂中间合金，其典型生产工艺是：在750 -850℃向铝熔体中添加K₂TiF₆和KBF₄，通过机械搅拌使其充分反应，制备Al-TiB₂中间合金。利用氟盐反应法制备的Al-TiB₂中间合金组织中不含有TiAl₃相，组织中的TiB₂粒子多呈聚集团状存在，聚集团内部粒子与粒子粘连在一起，影像材料应用，同时产生严重的污染问题。为了制备出优异的Al-TiB₂中间合金，国内外尝试了各种手段比如，氧化物法，高温自蔓延合成法等，主要存在颗粒聚集严重，制备成本高等缺点。

发明内容

本发明采用熔体自蔓延合成法，利用原料来源广泛成本低廉的TiO₂、H₃BO₃，研制一种颗粒含量高、尺寸小，高度均匀分布的Al-TiB₂中间合金。

为解决上述问题，本专利主要技术方案为：利用熔体自蔓延合成法制备工艺，制备一种高均匀度Al-TiB₂中间合金。

一种高均匀度Al-TiB₂中间合金，包含如下的质量百分比组份，Ti：8.0-12.0%，B：3.0-5.0%，余量为Al；Ti/B=1/2，物相组成包括α-Al、TiB₂。TiB₂颗粒粒径度在1µm以下，高度均匀分布。

上述中间合金的制备方法，其特征在于，Ti和B以氧化物粉末状加入，采用熔体自蔓延合成法制备，具体包括以下步骤：

（1）原料准备，按要求称量H₃BO₃、TiO₂、铝粉、铝锭，要求Al-TiB₂中间合金配料的摩尔比为：Ti/B=1:4，Ti/TiO₂=2:3，铝锭纯度99.9%；

（2）将H₃BO₃、TiO₂混合均匀，在300℃加热两个小时，祛除水分；

（3）将加热后的TiO₂、H₃BO₃和铝粉混合均匀，将混合均匀的粉末置于模具中，压制成块体；