[发明专利]一种铝硼中间合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种铝硼中间合金的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将化铝炉中温度达700‑750℃的铝液转入工频炉中；(2)将占铝液重量2％的氟钛酸钾和占铝液重量2％的氟硼酸钾混合均匀后加入工频炉中的铝液，然后在铝液温度达到800‑830℃时，再向铝液中分2‑3批加入占重量33％的氟硼酸钾，搅拌完全反应后得到合金铝液；(3)将合金铝液表面的浮水倒掉或舀掉，接着将占铝液重量1～3％的谷壳撒在铝液表面打渣，使谷壳与铝液充分反应；(4)将步骤)(3)中打渣后的铝液浇铸至模具中，得到铝硼中间合金。本发明的优点在于：通过本发明制备方法，铝硼中间合金中硼含量可达到7‑9％，也可有效提高铝硼中间合金的洁净度。

技术领域

本发明属于材料科学领域，特别涉及一种铝硼中间合金的制备方法。

背景技术

目前，铝硼中间合金通常采用的制备方法是将氟硼酸钾完全或分次加入到铝熔体表面或铝熔体中，反应过程中进行搅拌以促进反应进行。采用以上工艺，由于氟硼酸钾受热易挥发分解，造成硼回收率较低，一般低于80％，生产成本高；且反应过程中，从熔体中析出的片状AlB2颗粒由于界面张力驱动易发生凝并，而形成团簇组织，这将对铝硼中间合金的纯化和细化效果造成不好的影响。

针对上述现象，专利CN 103374666 A公开了一种铝硼中间合金的制备方法，该方法通过漩涡加盐方式使氟硼酸钾与铝熔体进行化学反应，以获取铝硼中间合金熔体；具体是将工业纯铝锭放入坩埚中加热熔化，在熔体表面加入占铝熔体重量0.5-5％的成分为摩尔比KAlF₄：Na₃AlF₆＝(3-9)：1的覆盖剂；控制铝熔体温度在700-850℃，使用带有螺旋的石墨搅拌器对熔体进行搅拌，搅出漩涡；向漩涡中心加入占铝熔体重量40-45％的氟硼酸钾，加盐完毕，停止搅拌，保温一段时间后将表层氟盐倒出，对中间合金熔体进行充分搅拌后浇出，得到铝硼中间合金。其优点是硼回收率较高，可达到80％以上，AlB₂颗粒在铝基体中分布弥散，铝硼中间合金中的硼含量为2.5-3.5％；但针对一些特殊领域，需要求铝-硼合金中硼含量为7-9％。

针对上述现象，亟需研发一种铝硼中间合金的制备方法，以提高铝硼中间合金中硼的含量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种铝硼中间合金的制备方法，以提高铝硼中间合金中硼的含量。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种铝硼中间合金的制备方法，其创新点在于：所述制备方法包括如下步骤：

(1)将99.7％的纯铝锭加入化铝炉内熔化成铝液并加热，当铝液温度达700-750℃时，将化铝炉中的铝液转入工频炉中；

(2)将占铝液重量2％的氟钛酸钾和占铝液重量2％的氟硼酸钾混合均匀后加入工频炉中的铝液，边加边以680-720r/min速度搅拌，使其熔化后覆盖铝液表面；然后在铝液温度达到800-830℃时，再向铝液中分2-3批加入占铝液重量33％的氟硼酸钾，并保温50-60min，保温时间以开始加料计算，且保温时，每5min搅拌一次，搅拌功率＞1.5kw，搅拌完全反应后得到合金铝液；

(3)将合金铝液表面的浮水倒掉或舀掉，然后再次以680-720r/min速度充分搅拌铝液，使粘稠物溶于铝液；接着将占铝液重量1～3％的谷壳撒在铝液表面，谷壳在工频炉中受热燃烧，谷壳燃烧后并以600-680r/min速度充分搅拌打渣，使谷壳与铝液充分反应；

(4)浇铸前对模具进行清洁和刷涂料，对模具进行预热，使模具温度达到160-260℃，然后将步骤(3)中打渣后的铝液浇铸至模具中，得到铝硼中间合金。

进一步地，所述步骤(2)中氟钛酸钾采用≥99wt％的氟钛酸钾，氟硼酸钾采用≥98wt％的氟硼酸钾。

进一步地，所述步骤(3)中谷壳选用密度为114-120kg/m³的谷壳。