[发明专利]用于晶粒细化的铝铌硼中间合金制备方法及铝铌硼中间合金及铝铌硼铸锭及铝铌硼合金索绳在审

专利信息
申请号: 202010476260.1 申请日: 2020-05-29
公开(公告)号: CN111705232A 公开(公告)日: 2020-09-25
发明(设计)人: 路洪洲;郭爱民;徐金荣;王文军;郭俊杰;崔天成 申请(专利权)人: 中信金属股份有限公司
主分类号: C22C1/06 分类号: C22C1/06;C22C1/03;C22C21/00
代理公司: 北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司 11129 代理人: 周晓娜;李亮印
地址: 100027 北京市朝*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 用于 晶粒 细化 铝铌硼 中间 合金 制备 方法 铸锭
【说明书】:

发明公开了用于晶粒细化的铝铌硼中间合金制备方法,包括如下步骤:准备工业纯铝锭、铝铌合金和铝硼合金;将工业纯铝锭熔化,并于1150‑1250℃温度加入铝铌合金;将所得溶液控制在920‑1250℃,并加入铝硼合金;将所得溶液除沫、清渣;再将溶液转至浇铸炉,精炼除气以制备铝铌硼中间合金。该方法简单可行,产品的杂质元素含量极低,避免了铸造工艺中腐蚀性KBF4盐的使用,同时使用铝铌合金代替纯铌提高可操作性,降低了成本。并经该方法制备的铝铌硼中间合金,作为晶粒细化剂,其结构均匀、细度小、杂质含量极低,应用方便高效,可有效避免金属烧损,从而保证合金内部清洁度,对铸件晶粒的改善效果明显。

技术领域

本发明涉及中间合金技术领域,具体涉及一种用于晶粒细化的铝铌硼中间合金制备方法及铝铌硼中间合金及铝铌硼铸锭及铝铌硼合金索绳。

背景技术

在金属合金领域,细化其合金晶粒有能有效提升其合金性能,包括材料的强度和塑韧性,减小热裂倾向并有效抑制疏松,是提升合金综合力学性能最有效的方法之一。当前,细化合金晶粒的主要手段是通过向合金中添加“晶粒细化剂”,所述晶粒细化剂被认为是促进金属合金晶体优化的中间物质。

随着汽车轻量化的不断发展和国家节能减排战略的逐步实施,以铝及其合金为代表的轻质合金的应用日益广泛。现有代表性的细化剂为钛基(titanium-based)晶粒细化剂,即铝钛硼细化剂,然而该细化剂中的钛元素会与硅含量高的铝硅系铸造合金中的硅反应生成TiSi相和TiSi2相,进而削弱了TiB2粒子的形成,弱化了细化效果,产生毒化作用,进而限制了其应用。布鲁内尔大学等使用纯铌制备一种铝铌硼细化金属合金,但其成本偏高;申请号为2017100434606的申请公开了一种铝铌硼中间合金细化剂,其中硼含量为1-5%,然而,该细化剂的铝铌中间合金有明显的烧损,杂质多、内部清洁度差,且B化物对后期的铝合金制品有明显的毒害作用,对铸件的改善仍有缺失。

CN103370429B公开了一种细化金属合金的方法,向所述待细化铝合金中添加足够的铌和硼以形成二硼化铌或Al3Nb或两者或(b)向所述合金中添加二硼化铌。其铌和硼加入形式为纯金属铌以及纯硼,或者二硼化铌,或者Al3Nb,二硼化铌的量不超过所述合金的10重量%,至少0.001重量%,母合金的通式是Al-x重量%Nb-y重量%B,其中x范围是0.05-10,y的范围是0.01-5。

CN105992833A公开了一种用于高压压铸的高强度铸铝合金,该铸铝合金中含有Cr、Nb和Sc的其它晶粒细化元素,未要求如何将上述元素加入到所述合金中。

CN106498201A公开了一种Al-Nb-Cr-B晶粒细化剂及其制备方法,应用纯铌、纯铬、氟硼酸钾及工业纯铝来制备所述的四元细化剂,含铌量1.00-6.00%,含铌硼量0.5-1.0%。由于单质形式的Nb不易大批量工业制备且价格昂贵,不适合批量生产,制备晶粒细化步骤:电阻炉升温900-1200℃熔化工业纯铝,利用石墨钟罩将纯铌、纯铬、和氟硼酸钾混合分体压入铝熔体,引入超声波震荡熔体上部,熔体自然冷却至700-720℃时,浇铸成锭状Al-Nb-Cr-B晶粒细化剂。

CN106591637A公开了一种铝-铌-硼中间合金的制备方法,铝-铌-硼中间合金包含铝、铌、硼三种主要元素,各组分的质量百分比分别是:铝85.00%-95.00%,铌1.00%-10.00%,硼1.00%-5.00%;原材料包括铝锭、金属铌、氟硼酸钾、六氯乙烷等,其中铝锭纯度≥99.9%;铌硼比Nb/B=3和Nb/B=5;将纯铝置于电阻炉中熔化并升温至800-1100℃,在熔化后的铝熔体中依次加入一定质量的金属铌或铝-铌中间合金、氟硼酸钾,充分搅拌并置于电阻炉中保温,使用占总质量2-3%wt的六氯乙烷精炼除气。保温达到一定时间后浇注成锭或制成线材。

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