[发明专利]一种Al-Ti-B细化剂的制备方法

说明书

本发明公开一种Al‑Ti‑B细化剂的制备方法，将工业纯Al粉、纳米TiAl₃粉及纳米TiB₂粉按质量比99.75‑99.9:0.08‑0.2:0.02‑0.05的比例球磨混料1‑3h，然后将混合料冷压成形，脱模获得冷压坯，再将冷压坯在500‑620℃热挤压获得Al‑Ti‑B细化剂；本发明的技术方法，可降低原料消耗，实现Al‑Ti‑B细化剂中第二相TiB₂和TiAl₃的细小弥散分布，提升Al‑Ti‑B细化剂的细化性能。

技术领域

本发明涉及一种Al-Ti-B细化剂的制备方法，属于铝合金材料领域。

背景技术

随着铝合金在建筑、交通、电力、航空航天等领域的日益广泛应用，对铝合金的强韧性要求越来越高。晶粒细化是改善铝合金显微组织、提高铝合金力学性能的重要手段，不仅提高了铝合金的强度和塑韧性，还减少了铝合金的成分偏析、缩松及热裂倾向，为铝合金的应用带来更多可能性。目前，在细化铝合金晶粒的方法中，以Al-Ti-B合金线杆的应用最为广泛。据中国有色网提供的数据，2018年我国Al-Ti-B晶粒细化剂需求量为9.05万吨，预计2020年将达10.52万吨。

Al-Ti-B晶粒细化剂的制备方法主要有氟盐法、纯钛颗粒法、氧化物法、自蔓延高温合成法等。其中氟盐法成本较低、生产设备简单、能连续生产出细化效果稳定且高效的线状Al-Ti-B晶粒细化剂，是目前Al-Ti-B细化剂的主流制备方法。

然而，氟盐法制备Al-Ti-B晶粒细化剂的影响因素较多，且难以实现有效第二相颗粒在纳米尺度上的细小弥散稳定控制，影响细化剂的细化效果。

发明内容

一种Al-Ti-B细化剂的制备方法，采用工业纯Al粉、纳米TiAl₃粉、纳米TiB₂粉作为原料，具体步骤如下：

（1）原料混合：将工业纯Al粉、纳米TiAl₃粉、纳米TiB₂粉按质量比99.75-99.9:0.08-0.2:0.02-0.05的比例在球磨机中球磨混料1-3h；

（2）冷压：将步骤（1）的混合料放入冷压模中冷压成形，脱模获得冷压坯；

（3）热挤压：把步骤（2）的冷压坯放入热挤压模具中，在500-620℃进行热挤压，挤压料冷却到室温后获得Al-Ti-B细化剂。

步骤（1）中工业纯Al粉的粒径为40-100μm，纳米TiAl₃粉的粒径为40-100nm，纳米TiB₂的粒径为40-100nm。

步骤（1）球磨的球料比为0.5-2，球磨机转速为140-200r/min，真空度为（2-8）×10^-2Pa。

步骤（2）冷压成型是在压力为300-600MPa下保压5-10min。

步骤（3）热挤压的挤压比为10-30。

发明原理：

1、晶粒细化机理