[发明专利]一种两步加料法制备高质量Al-Ti-B中间合金细化剂的方法

摘要

本发明涉及一种两步加料法制备高质量Al-Ti-B中间合金细化剂的方法，首先按照化学方程式2KBF4+K2TiF6+10/3Al=TiB2+3KAlF4+1/3K3AlF6的化学计量比或K2TiF6有少量的过量分别称取一定重量的K2TiF6和KBF4原料混合均匀，然后在将该部分K2TiF6+KBF4混合料加入铝熔液里；经搅拌、静置、再搅拌和倒水渣处理后，再次把剩下的K2TiF6和KBF4混合料加入熔体，反应结束后倒掉水渣；经除气和再次除渣处理后，直接浇铸成梯形块材或通过连铸连轧机成线材。本发明生产Al-Ti-B产品中不仅TiB2颗粒和TiAl3相都尺寸细小，弥散分布均匀，而且金相组织中完全没有大尺寸TiAl3相或长条形TiAl3相出现，可以满足高精尖、高品质铝合金材料细化处理的要求。

主权项

一种两步加料法制备高质量Al‑Ti‑B中间合金细化剂的方法，两次共加入的K2TiF6量和KBF4量是根据Al‑Ti‑B中间合金细化剂的组成来确定，其特征在于第一次加料时，K2TiF6和KBF4按照化学方程式2KBF4+K2TiF6+10/3Al =TiB2+3KAlF4+1/3K3AlF6的化学计量比或K2TiF6有少量的过量加到铝熔液里，保证第一次合金化过程中不会出现AlB2相，得到了仅含TiB2相或还存在极少TiAl3相的熔体，制备过程包括如下步骤：（1）纯铝熔化：将所需重量的铝锭在熔铝炉内加热至700℃~750℃，然后倒入转包炉内，准备下一步的合金化过程；（2）第一次加料：按0.953：1~1：1的质量比分别称取一定量K2TiF6和KBF4原料，并在混料机中混合均匀，其中，第一次加料中KBF4的重量为所需KBF4总量的60%~90%；然后将K2TiF6+KBF4混合料倒入加料机的锥形漏斗，按加料机30~40转/分的加料速度将原料加入铝熔液里，加料料时间为5~8分钟，并伴随着不断的搅拌；加料结束后继续搅拌3~5分钟，然后开始静置，静置8~10分钟后，再次搅拌2~3分钟，最后倒掉铝熔液表面的水渣；（3）第二次加料：将所需氟盐中余下的K2TiF6和KBF4原料在混料机中混合均匀后倒入加料机的锥形漏斗，按加料机20~30转/分的加料速度将原料加入铝熔液里，加料时间为6~10分钟，并伴随着搅拌过程；二次加料结束后，继续搅拌3~6分钟后开始静置，静置8~10分钟后，再搅拌2~3分钟，之后开始除水渣，最后得到干净的铝熔液；（4）保温、除气和除渣处理：将转包炉内的铝熔体倒入中频电炉中，并开启加热保温装置，提升炉内温度至760℃~800℃，在升温过程中用一根约20mm孔径的石墨管通氩气或氮气，通气量以让铝熔液从下至上连续翻滚沸腾为宜，熔体里的残渣会不断浮出表面，通气8~10分钟后，移除石墨管，关闭气源，将表面浮出的残渣清除掉，然后将铝熔液静置10~15分钟；之后，再重复前面的通气、除渣和静置过程2~3次，以确保铝熔体中渣的含量降低到最低水平；（5）浇注梯形块材或连铸连轧成线材：当中频电炉内铝熔液温度达到760℃~800℃时，开始放流操作，炉内的铝熔液经流槽流入铸造机直接生产出Al‑Ti‑B中间合金梯形块材或流入连铸连轧机生产出Al‑Ti‑B中间合金线材。