[发明专利]铝合金铸件制备方法

说明书

本发明公开了一种铝合金铸件制备方法，涉及铝合金制备方法技术领域。所述方法首先将纯铝粉末、纯钛粉末及硼氢化钛粉末混合均匀作为细化剂，细化剂混合粉末通过高温预热使得硼氢化钛分解，且经过高温使得细化剂混合粉末中的自蔓延反应形成细小的TiAl₃及TiB₂颗粒，再经过高温挤压成含有氢气孔的丝状细化剂，然后将丝状细化剂切割为细小块状细化剂，最后通过高压喷射方法将细小块状细化剂喷射进入铝合金熔体中，在熔体凝固后起到细化作用，铝合金熔体中的残余氢元素通过抽真空去除。所述方法工艺简单，制备出的铝合金细化效果好，提高了铝合金铸件的强度。

技术领域

本发明涉及铝合金的制备装置及方法技术领域，尤其涉及一种铝合金铸件制备方法。

背景技术

铝钛硼中间合金是细化铝合金组织的最重要的细化剂之一，在全世界铝合金铸轧等制造领域应用极广。铝钛硼细化剂主要为TiAl₃及TiB₂颗粒起到细化作用，目前其作用机理尚不十分明确，主要是其形貌，尺寸及含量影响细化效果。国际标准中对铝钛硼细化剂中的TiAl₃及TiB₂颗粒的尺寸有明确的限制。颗粒越小，细化效果越明显，铝合金的力学性能越优越。

铝合金广泛应用于航空、航天、汽车、船舶制造等工业领域，铝合金行业很大程度上通过细化剂来控制铸造合金的细化组织并影响锻坯组织，因此铝钛硼细化剂得制备及铝合金的细化显得尤为重要，其也存在巨大的市场价值。通常制备铝钛硼中间合金主要通过氟盐法来制备，采用的KBF₄和K₂TiF₆与Al高温加热获得。KBF₄和K₂TiF₆盐中含有B和Ti的有效含量低，工艺复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种工艺简单、细化效果好的铝合金铸件制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是： 一种铝合金铸件制备方法，使用铝合金铸件制备装置，其特征在于包括如下步骤：

将纯铝粉末、纯钛粉末及硼氢化钛粉末混合均匀后形成细化剂混合粉末，并将其放入挤压加热模、模套以及冲头组件之间的空间形成细化剂混合粉末的放置空间内，其上通过所述冲头组件将细化剂混合粉末压实；

将铝合金原料放入炉体下侧的熔炼坩埚中，通过基座将其密封至炉体内部，利用所述坩埚外侧的熔体加热器对铝合金原料进行加热形成铝合金熔体；

启动位于冲头组件内的电脉冲器，通过电脉冲器下侧的引燃电极将高温压块给细化剂混合粉末加热，接近高温压块的细化剂混合粉末中的硼氢化钛受热首先分解为纳米及微米尺度的Ti粉末、B粉末及气态氢气，在细化剂混合粉末放置空间内的Ti与B反应形成TiB₂颗粒，在细化剂混合粉末放置空间内的Ti与Al反应形成TiAl₃颗粒，随着自蔓延反应的放热，硼氢化钛不断分解，自蔓延反应不断进行；然后缓慢向下挤压冲头，使得含有细小的TiAl₃及TiB₂颗粒的中间合金缓慢通过挤压加热模下侧的挤压丝排出管进入二次粉化模的二次粉化腔内；一部分分解形成的氢气同样通过挤压丝排出管进入炉体内部，最终通过排气孔排出炉体；一部分氢气在中间合金中形成气孔存在；自蔓延反应被引燃后启动挤压加热模内的粉末加热器给中间合金预热；