[发明专利]高效低Ti、B元素含量的Al-3Ti-0.5B中间合金卷及其制造方法

说明书

本发明提供一种高效低Ti、B元素含量的Al‑3Ti‑0.5B中间合金卷及其制造方法。本发明以重量百分比计含Ti 0.28%～0.32%、B 0.4%～0.6%。本发明通过调整和降低铝钛硼合金中Ti和B的含量和比例，利用本发明专门设计的制造工艺，改变最终铝钛硼中间合金卷的内部组织结构和性能，提高细化效率。在使用量相同的情况下，优于现有技术使用的铝钛硼中间合金Al‑5Ti‑1B、Al‑3Ti‑1B和Al‑5Ti‑0.2B的细化效果。另外，在满足细化率的同时，能够大大减少产品中金属杂质Ti和B的增加量，解决Ti和B的增加导致产品的表面质量等其它性能降低的问题。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别是涉及一种高效低Ti、B元素含量的Al-3Ti-0.5B中

间合金卷及其制造方法。

背景技术

为了使铝合金晶粒细化，目前国内外最直接有效的方法是添加形核剂。20世纪50年代，人们发现铝合金中添加少量的Ti和B元素能够显著地细化铝合金晶粒，提高铝合金的性能。并且研究发明了用于铝合金晶粒细化的含Ti、B元素的铝中间合金细化剂，参考文献[1]，其中最广泛应用的是Al-5Ti-1B中间合金。在工业化实际应用中，只要向铝合金中加入0.2%wt左右的Al-5Ti-1B中间合金，对于不同铝合金牌号和不同铸造方式生产的铝制品铸坯，能够使其晶粒由400 ～1000μm减小到 200 ～400μm左右。

起初，铝钛硼中间合金以锭块状的形式加入到熔炼炉内。但是随后发现，这种加入方式的弊端为随着铸造时间的延长，铝钛硼细化剂将逐渐失去细化效果，产生所谓的时间衰减效应问题。20世纪末，人们将铝钛硼中间合金由锭块加工成直径为φ9.5mm的丝状，然后在铸造流槽中边铸造边连续加入，这样就有效地解决了铝钛硼中间合金的时效性问题。目前，按照其元素含量分类，铝钛硼中间合金丝主要有：Al-5Ti-1B（5%Ti、1%B wt）、Al-3Ti-1B(3%Ti、1%B wt)和Al-5Ti-0.2B（5%Ti、0.2%B wt）。

现有产品的缺陷和不足如下：

在铝合金中加入铝钛硼丝，有利和弊两面性。优点是：铝钛硼丝具有细化铝合金晶粒的作用，可提高铝合金产品的延展性、消除铸锭羽毛状晶、减少内部缺陷 、改善表面质量，以及提高生产效率等。缺点是：Ti、B 元素作为铝合金的外来杂质元素，增加了铝合金中的金属杂质含量。对于那些对Ti、B含量有限制的产品，包括对化合物TiAl₃、TiB₂有限制的产品，将起到负面作用。比如导电产品需要严格限制Ti的含量以防止导电率下降；而铝箔产品需要限制 TiB₂化合物的含量以减少轧制白条，以及轧制工艺中由于TiB₂粒子大的团聚体而产生的轧制孔洞；过量Ti和B含量将严重影响铝合金制品的表面质量。因此，在实际应用中，为解决铝箔产品晶粒尺寸达标的问题而B元素不超标的问题，人们开发了一种低硼含量的铝钛硼中间合金Al-5Ti-0.2B；但是，该产品Al-5Ti-0.2B要达到理想的细化效果，使用量必须大大增加，并不能够达到理想的效果。

总的来说，目前已经开发和市场上被广泛使用的产品 Al-5Ti-1B、Al-3Ti-1B和Al-5Ti-0.2B等都不能够充分满足既有足够的晶粒细化效果，又能够保证产品质量不受Ti、B杂质元素对某些性能的破坏。另外，铝合金产品的再生利用正在日益增长，每一次循环利用的熔炼铸造过程都需要添加Ti、B细化元素进行细化处理，面临着细化元素Ti、B的累积增加，产生对铝制品质量的危害。

发明内容

基于此，有必要针对背景技术中现有产品存在的不能同时满足有足够的晶粒细化效果、又能保证产品质量不受Ti和B杂质元素对某些性能的破坏的不足，提供一种既能够满足晶粒细化效果的要求、又能够满足铝合金对Ti、B金属杂质含量限制的要求、对铝合金产品的其

它性能不造成破坏的高效低Ti、B元素含量的Al-3Ti-0.5B中间合金卷及其制造方法。