[发明专利]A1-Ti-B-稀土RE晶粒细化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属细化剂及其制备方法。 

背景技术

随着铝制品在工业生产和人民生活中的广泛应用，尤其是在高新科学技术领域中的应用，对其在后续加工工艺中的组织、性能提出了更为严格的要求，而控制其组织和性能的关键因素之一是熔铸细小均匀的铸态晶粒组织，Al-Ti-B型中间合金作为铝合金的晶粒细化剂，已成熟地应用在铸造产品和连铸连轧产品生产中，且取得了较为明显的细化晶粒作用，但在细化晶粒，改善产品组织和性能时仍有一定的副作用，晶粒较粗，分布不均匀，极易与氧化膜或焙体中存在的盐类物质结合造成夹杂，由于中间合金AL-Ti-B中TiB2粒子容度大、熔点高、不易迅速溶解，而易于聚集，三元素中TiB2粒子因尺寸过大或聚集成粗大的团块而不能充人地溶解在铝熔体中，不仅降低了细化效果，而且给后续产品带来许多组织上的缺陷，例如会造成板材的断裂，针孔和破裂等缺陷。 

晶粒细化是提高铝加工材料强度和塑性的重要手段之一，是改善铝材质量的重要途径。随着铝材制品在工业生产和人民生活中的广泛应用，尤其是在高新科学技术领域中的应用，对其在后续深加工工艺中的组织、性能提出了更为严格的要求，而控制其组织和性能的关键因素之一是熔铸出细小均匀的铸态晶粒组织。Al-Ti-B型中间合金作为铝合金的晶粒细化剂，已成熟地应用在铸造产品和连铸连轧产品生产中，且取得了较为明显的细化晶粒效果。但在细化晶粒、改善产品组织和性能时仍有一定的副作用，如硼化物粒子的聚集而造成铝合金凝固后局部晶粒粗大，铝合金中若合有Zr和Cr还能引起TiB2粒子中毒，导致早期细化效果明显的衰减。这一系列难以克服的缺点困扰了铝加工工业几十年。Al-Ti-B-稀土作为一种新型的晶粒细化剂，在试验中已得到验证，它比Al-Ti-B中间合金具有更为明显的细化晶粒的效果。 

发明内容

本发明提供了一种Al-Ti-B-稀土(RE)晶粒细化剂，比Al-Ti-B晶粒细化 剂有更为明显的细化晶粒的效果，而且可以明显减小铝箔的针孔率，改善加工塑性，增强合金的耐腐蚀性。 

Al-Ti-B-稀土RE晶粒细化剂，含有按重量百分比：6.9-7.9％的Ti、1.31-1.75％的B和1.5-2.0％的混合稀土Re，混合稀土Re为富铈稀土。 

其制备方法为：原料重量份数比为：工业纯铝90-92份，氟硼酸钾15-20份，氟钛酸钾35-40份，混合稀土2-3份。首先将去除水分的氟钛酸钾35-40份和氟硼酸钾15-20份按重量份数比进行混合，在行星式微粒球磨机上进行混料，混料时间控制在3-4h，球磨罐中充入高纯氩气，将混合好的原料压制成片块状，用中频感应炉将铝锭过热到700℃～750℃，当铝锭将熔化时，在其表面撒上一层干燥的铝覆盖剂。当铝锭全部熔化后，拔开铝液表面的覆盖物，将氟钛酸钾和氟硼酸钾的混合压制块、富铈稀土，装入到石墨钟罩内，装好后用钳夹住倒转的钟罩将其压入铝熔体的中下部，再将炉温升到800℃～850℃，伴随感应炉的电磁搅拌25-30分钟，待反应后，取出石墨钟罩，静置保温20分钟，使其充分反应，每3分钟人工用石墨棒对熔体进行强力搅拌一次，搅拌5次以上，然后进行初次扒渣。用占炉料总重量0.3％～0.5％的除气除渣剂精炼处理合金液，静置保温15分钟～20分钟后，进行二次扒渣，并将合金液用耐高温纤维过滤网将粗大的颗粒过滤除去后，进行浇铸成型。 

一种Al-Mg-Si系合金，该合金添加有Al-Ti-B-稀土RE晶粒细化剂，稀土含量为重量百分比0.18％～0.26％。 

该Al-Ti-B-稀土RE晶粒细化剂不仅可以细化铸态晶粒和枝晶组织，而且明显减小铝箔的针孔率，加工塑性也得到了明显改善。在同样的氧化条件下，与不含稀土的铝合金型材相比，加入稀土的合金试样不仅氧化膜较厚，上色性能好，而且有较强的耐腐蚀性，使铝合金材料更为经久耐用。 

附图说明

图1为AI-Ti-B-RE中间合金的X射线衍射图谱。 

图2是浇注试样的中心部位的扫描电镜显微组织图片。 

图3为未强力搅拌的试样扫描电镜图片。 

图4为强力机械搅拌试样扫描电镜图片。 

具体实施方式

Al-Ti-B-稀土RE晶粒细化剂，含有按重量百分比：6.9-7.9％的Ti、1.31-1.75％的B和1.5-2.0％的混合稀土Re，混合稀土Re为富铈稀土。 

用于可热处理强化型铝合金时，一种实施例：含有重量百分比6.9％的Ti、1.31％的B和1.5％的混合稀土Re。