[发明专利]一种铝热还原制备Al-Ti-Ce中间合金的方法

权利要求书

1.一种铝热还原制备Al-Ti-Ce中间合金的方法，其特征在于，具体制备步骤如下：

S1.原料预处理：原料配方包括TiO₂、CeO₂、Al以及作为反应溶剂和覆盖剂的熔盐，所有原料干燥后称量；干燥温度为80～120℃，干燥时间为1-4h；

S2.溶解：将步骤S1所得的除Al之外的所有原料放入坩埚中，将坩埚置于坩埚炉中升温使原料完全融化，保温、搅拌一段时间使TiO₂和CeO₂充分溶解；溶解的恒定温度为700～850℃，保温时间为30～90min；

S3.铝热还原：将步骤S2炉内坩埚温度调至铝热还原控制温度，向坩埚中加入步骤S1所得的还原剂Al，同时进行搅拌，使Al与熔盐中TiO₂和CeO₂充分反应，保温一段时间，待反应达到平衡，停止加热，随炉冷却；铝热还原的保持温度为680～900℃，保持时间为30～150min；

S4.清洗：将步骤S3所得的铝热还原产物剥离表面附着的熔盐，用水或稀酸清洗后进行风干；

S5.熔化：将步骤S4所得的铝热还原产物放入坩埚中升温至保持温度恒温一段时间，使固相完全熔化；保持温度为670～750℃，保温时间为20～60min；

S6.浇铸：将步骤S5熔化后的高温熔体倒入模具中进行冷却、凝固成型；

S7.表面清洁：将步骤S6所得的产物去除表面的电解质后用水或稀酸清洗干净，随后风干，得到最终的Al-Ti-Ce中间合金产品，所述最终的Al-Ti-Ce中间合金产品的成分由Al、Ti、Ce三种元素构成，其中Ti的质量百分含量在2～10％范围，Ce的质量百分含量为1～8％范围，余量为Al。

2.根据权利要求1所述的铝热还原制备Al-Ti-Ce中间合金的方法，其特征在于，步骤S1中，

所述原料配方中TiO₂和CeO₂采用的是但不限于化学试剂，也可以采用含有TiO₂和CeO₂的各种矿物、城市矿产或冶金渣作为Ti源和Ce源；

所述原料配方中Al采用的是但不限于高纯铝粉，也可采用纯铝或铝合金；

所述原料配方中作为反应溶剂和覆盖剂的熔盐包括碱金属、碱土金属的氟化物或碱土金属的氯化物中的一种或几种化合物，所述碱土金属的氟化物包括Na₃AlF₆、NaF、LiF、AlF₃、CaF₂、BaF₂和MgF₂，所述碱土金属的氯化物包括NaCl、KCl、LiCl、MgCl₂、CaCl₂和BaCl₂。

3.根据权利要求2所述的铝热还原制备Al-Ti-Ce中间合金的方法，其特征在于，所述原料还包括助溶剂，所述助溶剂为氟钛酸钾K₂TiF₆或氟钛酸钠Na₂TiF₆。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的铝热还原制备Al-Ti-Ce中间合金的方法，其特征在于，

步骤S6中，浇铸温度为步骤S5中熔化保持温度，所用模具包括钢、铸铁、镍、钨、钼和石墨材质的耐高温模具。