[发明专利]Al-TiO2-C细化剂的制备方法及其对ZL101合金细化的应用

摘要

本发明公开Al‑TiO₂‑C细化剂的制备方法及其对ZL101合金细化的应用，将原料Al粉、TiO₂粉和C粉混合，在行星球磨机中球磨2个小时，然后置于恒定温度为55℃的干燥箱中进行烘干，再在万能试验机压制预制块，预制块用铝箔包裹，排出里面的空气；置于高温烧结炉中，在1200℃下保温两个小时之后随炉冷却，所得物即为Al‑TiO₂‑C晶粒细化剂。细化剂中TiC和Al₂O₃相最多，Al3Ti相呈细小的圆块状数量明显增多；TiC、Al₂O₃和Al₃Ti对形核起促进作用，Al₃Ti相起主要的形核作用，Al₂₀Ti₂La相起辅助形核作用；用于对ZL101合金细化能够获得很好的细化效果。

主权项

1.Al‑TiO₂‑C细化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(A)将原料Al粉、TiO₂粉、C粉和La₂O₃粉混合，然后在行星球磨机中球磨2个小时或以上；(B)把球磨好的粉体置于温度为55℃的干燥箱中进行烘干；(C)然后在万能试验机上压制出直径为Φ30mm、高度为10mm的预制块，预制块用铝箔包裹，排出里面的空气；(D)将压制好的预制块置于高温烧结炉中，升温速率为10℃/min，在1200℃下保温两个小时之后随炉冷却，所得物即为Al‑TiO₂‑C晶粒细化剂；Al粉、TiO₂粉和C粉的质量比为94：(1‑10)：(1‑5)；La₂O₃粉的加入量为Al粉、TiO₂粉和C粉总质量的0.1‑0.5wt％，Al粉、TiO₂粉、C粉和La₂O₃粉的纯度均为99.9％；Al粉的粒度大于0μm且小于或等于100μm，TiO₂的粒度大于0nm且小于或等于50nm，C粉的粒度大于0μm且小于或等于95μm，La₂O₃粉的粒度大于0μm且小于或等于6μm；Al粉的粒度级配如下：粒度小于或等于1μm的Al粉含量为Al粉总质量的10％，粒度大于1μm且小于或等于10μm的Al粉含量为Al粉总质量的10％，粒度大于10μm且小于或等于30μm的Al粉含量为Al粉总质量的30％，粒度大于30μm且小于或等于50μm的Al粉含量为Al粉总质量的40％，粒度大于50μm且小于或等于100μm的Al粉含量为Al粉总质量的10％；TiO₂的粒度级配如下：粒度小于或等于5nm的TiO₂粉含量为TiO₂粉总质量的15％，粒度大于5nm且小于或等于15nm的TiO₂粉含量为TiO₂粉总质量的20％，粒度大于15nm且小于或等于25nm的TiO₂粉含量为TiO₂粉总质量的10％，粒度大于25nm且小于或等于35nm的TiO₂粉含量为TiO₂粉总质量的30％，粒度大于35nm且小于或等于50nm的TiO₂粉含量为TiO₂粉总质量的25％；C粉的粒度级配如下：粒度小于或等于20μm的C粉含量为C粉总质量的20％，粒度大于20μm且小于或等于50μm的C粉含量为C粉总质量的35％，粒度大于50μm且小于或等于70μm的C粉含量为C粉总质量的30％，粒度大于70μm且小于或等于95μm的C粉含量为C粉总质量的15％；La₂O₃粉的粒度级配如下：粒度小于或等于4μm的La₂O₃粉含量为La₂O₃粉总质量的40％，粒度大于4μm且小于或等于6μm的La₂O₃粉含量为La₂O₃粉总质量的60％；在步骤(A)中：球磨时加入球磨溶剂，球磨后烘干至球磨溶剂完全挥发；所述球磨溶剂为三乙醇胺，或乙二醇，或乙醚，或三乙醇胺与乙二醇的体积比为4：1的混合溶剂，或乙二醇与乙醚体积比为1：2的混合溶剂，或三乙醇胺、乙二醇和乙醚的体积比为4：1：2的混合溶剂；所述球磨溶剂的加入量为每克Al粉、TiO₂粉、C粉和La₂O₃粉混合物加入2mL。