[发明专利]一种铝铌硼中间合金、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种铝铌硼中间合金、其制备方法及其应用。一种铝铌硼中间合金，包括铌(Nb)2.0‑3.5％、硼(B)0.1‑0.99％和余量的铝，前述百分比为质量百分比。本发明铝铌硼中间合金，结构均匀、细度小、杂质含量极低，可有效避免金属烧损，从而保证合金内部清洁度，降低氧化杂质，同时能使后期铸件的综合力学性能得到明显的提升；制备方法简单、易操作，且能有效避免金属烧损，从而保证合金内部清洁度，使中间合金的使用性能得到保证；使用时，用量少、对铸件的改善效果明显。

技术领域

本发明涉及一种铝铌硼中间合金、其制备方法及其应用，属于中间合金领域。

背景技术

细化铸态晶粒是提高产品在后续深加工中强度和韧性的重要手段之一。随着汽车轻量化的不断发展和国家节能减排战略的逐步实施，以铝及其合金为代表的轻质合金的应用日益广泛。对铝及其合金进行细化处理可提高铝及其合金的力学性能。现有代表性的细化剂为铝钛硼细化剂，然而该细化剂中的钛元素会与硅含量高的铝硅系铸造合金中的硅反应生成TiSi相和TiSi₂相，进而削弱了TiB₂粒子的形成，弱化了细化效果，产生毒化作用，进而限制了其应用。申请号为2017100434606的申请公开了一种铝铌硼中间合金细化剂，其中硼含量为1-5％，然而，该细化剂的铝铌中间合金有明显的烧损，杂质多、内部清洁度差，且B化物对后期的铝合金制品有明显的毒害作用，对铸件的改善仍有缺失。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种铝铌硼中间合金、其制备方法及其应用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种铝铌硼中间合金，包括铌(Nb)2.0-3.5％、硼(B)0.1-0.99％和余量的铝，前述百分比为质量百分比。

申请人经研究发现，硼化物过多会对后期的铝合金制品有明显的毒害作用，硼含量少于0.1％细化效果不理想，硼含量超过0.99％会加重金属烧损，从而影响合金的清洁度和力学性能，同时硼含量超过0.99％还会对后期的铝合金制品造成毒害；2.0-3.5％的铌和0.1-0.99％的硼的协同促进最为明显，提高细化能力的同时，抑制了对铝合金制品的毒害，且有效避免了金属烧损，从而保证合金内部清洁度，降低氧化杂质，同时改善了后期铸件的综合力学性能。

为了进一步提高所得产品的综合性能，优选，上述铝铌硼中间合金，包括铌(Nb)2.4-3.2％、硼(B)0.2-0.4％和余量的铝，前述百分比为质量百分比。

上述铝铌硼中间合金的制备方法，所用原料包括铝锭、铝铌合金和氟硼酸钾。

为了提高所得中间合金的细度和纯度，铝锭的纯度不小于99.7％wt，铝铌合金中铌的质量含量为50-70％wt，氟硼酸钾中硼的质量含量为8.0-8.5％wt。

进一步优选，铝锭的纯度为99.97％wt，铝铌合金中铌的质量含量为60％wt，氟硼酸钾中硼的质量含量为8.0-8.5％wt。

为了进一步保证所得中间合金的使用性能，上述铝铌硼中间合金的制备方法，包括如下步骤：

1)根据目标产物中元素的含量计算所需铝锭、铝铌合金和氟硼酸钾的质量配比；

2)将60-65％的铝锭熔化；

3)将步骤2)所得物料升温后，加入铝铌合金熔化；

4)将剩余的铝锭加入步骤3)所得的物料中熔化、降温；

5)将步骤4)所得物料中加入氟硼酸钾进行反应；

6)将步骤5)所得物料除酸水、除沫、清渣、脱气、捞渣、连铸连轧，即得。