[发明专利]稀土铝钛硼晶粒细化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土铝钛硼晶粒细化剂及其制备方法，包括：称量原料，原料包括：氟钛酸钾、氟硼酸钾、铝锭，以及稀土金属或稀土铝中间合金；原料升温熔化铝锭后，熔体温度控制在700‑1200℃，加入原料进行反应；搅拌直至熔体反应完全后精炼，经保温后扒渣，浇铸成锭或铸棒后挤压成丝或连铸连轧成丝，得到稀土铝钛硼晶粒细化剂；稀土铝钛硼晶粒细化剂以重量百分比计，包括：钛1.0‑10.0％，硼0.5‑5.0％，稀土0.1‑3.0％，余量为铝。本发明得到的稀土铝钛硼晶粒细化剂，能够改善细化剂中TiAl₃、TiB₂粒子的尺寸、形貌、分布，获得更高细化性能的晶粒细化剂。

技术领域

本发明涉及一种铝合金应用技术，具体说，涉及一种稀土铝钛硼晶粒细化剂的制备方法。

背景技术

随着铝材在高新技术领域的应用，后续加工对铝材组织和性能提出了严格的要求，而铝材最佳组织要求其铸锭具有细小均匀的等轴晶。晶粒尺寸和形态是铝及其合金铸态组织的最重要特征，由细小均匀等轴晶粒构成的铸态组织，整体各向同性，具有高强、高塑韧的优良综合力学性能，且利于后续变形加工工艺性能提高。

晶粒细化方法分为物理方法和化学方法两大类。物理方法包括快速冷却法、物理场细化法和机械物理细化法等，快速冷却法适合生产简单的小型铸件或粉末制品，很难实现对大型厚断面铸件组织的改善，同时该方法不易操作，人为因素较大；物理场细化法处理的金属纯净度高，但需要的生产设备较复杂，能耗高；机械物理细化法操作复杂，细化效果不稳定。化学方法是通过添加晶粒细化剂，促进晶粒形核或阻碍晶核长大来达到细晶的目的。目前，在铝熔体中添加晶粒细化剂被认为是铝加工行业中最有效、最实用的晶粒细化方法，具有作用快、细化效果好、操作方便、适应性强等优点。

目前最为常用晶粒细化剂是Al-Ti-B细化剂，其存在的一些问题：TiB₂粒子易聚集、沉淀失去细化能力；B易与Cr、Zr发生中毒反应，丧失细化能力；常用细化剂中的TiB₂粒子、TiAl₃相，能够成为有效的异质形核核心的不足1％，细化能力有待提高。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种稀土铝钛硼晶粒细化剂及其制备方法，能够改善细化剂中TiAl₃、TiB₂粒子的尺寸、形貌、分布，获得更高细化性能的晶粒细化剂。

技术方案如下：

一种稀土铝钛硼晶粒细化剂的制备方法，包括：

称量原料，原料包括：氟钛酸钾、氟硼酸钾、铝锭，以及稀土金属或稀土铝中间合金；

原料升温熔化铝锭后，熔体温度控制在700-1200℃，加入原料进行反应；

搅拌直至熔体反应完全后精炼，经保温后扒渣，浇铸成锭或铸棒后挤压成丝或连铸连轧成丝，得到稀土铝钛硼晶粒细化剂；稀土铝钛硼晶粒细化剂以重量百分比计，包括：钛1.0-10.0％，硼0.5-5.0％，稀土0.1-3.0％，余量为铝。

进一步，稀土元素包括：镧0-3.0％，铈0-3.0％，镨0-3.0％，钕0-3.0％，钐0-3.0％，钆0-3.0％，铒0-3.0％，钇0-3.0％，钪0-3.0％中的一种或多种。

进一步，还包括占比为0-2.0％的非稀土原料，非稀土原料包括：金属锶、铝锶中间合金、金属铜、铝铜中间合金、金属铁、铝铁中间合金、镁锭、铝镁中间合金、硅、铝硅中间合金、金属锌、铝锌中间合金中的一种或者多种。

进一步，非稀土原料包括：锶0-2.0％，铜0-2.0％，铁0-2.0％，镁0-2.0％，硅0-2.0％，锌0-2.0％中的一种或者多种。

进一步：保温温度为700-1200℃，保温时间为5-60min。