CN103184371A - 一种铝-钛-硼-碳-镁中间合金及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝-钛-硼-碳-镁中间合金及其制备工艺，该合金以重量百分比计化学成分为，氟钛酸钾：10％～80％；氟硼酸钾：5％～50％；石墨粉：1％～30％；镁粉：1％～30％；余量为纯铝。该合金制备工艺如下：按配比将该石墨粉和镁粉压制成预制块，并在400℃～500℃下烘干0.5h～4h；采用热爆合成法，按配比将纯铝于中频炉中熔化并升温至780℃～1200℃，再熔入配比的氟钛酸钾和氟硼酸钾，静置20min～50min后扒渣；再将中频炉升温至1000℃～1600℃后加入预制块，搅拌静置后，加入精炼剂精炼；最后浇注成线材。本发明中间合金具有强度更高、韧性更好、机械性能更稳定的特点。

Description

一种铝-钛-硼-碳-镁中间合金及其制备工艺

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，尤其涉及一种铝-钛-硼-碳-镁中间合金及其制备工艺。

背景技术

现有技术中，在Al-Ti-B中间合金中存在组织结构缺陷及湿润性差的难题。因为Al-Ti-B的性能与其金相组织TiAl₃和AlB₂、TiC、Mg₂Al₃颗粒的形貌、尺寸和分布壮态有很大关系，而金相组织又与合金的制造方法关系极大，主要与C、Mg引入方法密切相关，由于C原子与Al之间的浸润性极差，因此传统方法很难将C原子加入到Al-Ti-B中，这样就导致现有技术中的Al-Ti-B中间合金存在强度低、韧性差、机械性能不稳定的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种铝-钛-硼-碳-镁中间合金及其制备工艺，以克服现有技术中铝-钛-硼中间合金存在强度低、韧性差、机械性能不稳定的缺陷。

为达到上述目的，本发明提供一种铝-钛-硼-碳-镁中间合金及其制备工艺。

本发明所述的铝-钛-硼-碳-镁中间合金以重量百分比计的化学成分为，氟钛酸钾：10％～80％；氟硼酸钾：5％～50％；石墨粉：1％～30％；镁粉：1％～30％；余量为纯铝。

作为优化地，所述铝-钛-硼-碳-镁中间合金以重量百分比计的化学成分为，氟钛酸钾：30％～80％；氟硼酸钾：5％～15％；石墨粉：5％～20％；镁粉：5％～20％；余量为纯铝。

本发明所述的铝-钛-硼-碳-镁中间合金的制备工艺，包括如下步骤：

a、按配比将所述石墨粉和镁粉用成型设备压制成预制块，并在400℃～500℃的温度中烘干0.5h～4h；

b、采用热爆合成法，按配比将所述纯铝置于中频炉中熔化并升温至780℃～1200℃，再加入配比的所述氟钛酸钾和氟硼酸钾使之熔化，静置20min～50min后扒渣；

c、再将所述中频炉的温度升温至1000℃～1600℃后加入所述预制块，搅拌静置30min后，加入精炼剂精炼；

d、最后直接浇注至连续挤机轮中铸挤成线材。

与现有技术相比，本发明的有益效果是通过二元稀土的特点，按重量比计算制成一定密度的预制块，利用Mg的活动性特点推动C的活动性，利用燃烧高温使原子之间牢固接触结合，利用C对Al湿润性差的问题，促进TiC反应合成，解决了制备件因素对Al-Ti-B中间合金组织的影响，因为C是Al的形核的质点，C与Al的湿润性的增加晶核的数量也相对增加，因此，铝-钛-硼-碳-镁中间合金与Al-Ti-B中间合金相比，具有强度更高、韧性更好、机械性能更稳定的特点。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一：

首先，按以下重量百分比计算配比好制备铝-钛-硼-碳-镁中间合金所需的原料，氟钛酸钾：10％；氟硼酸钾：5％；石墨粉：1％；镁粉：1％；余量为纯铝(工业纯铝一般定为纯度为99.0％～99.9％的铝，中国定为纯度为98.8％～99.7％的铝)；

然后，将配比好的石墨粉和镁粉用成型设备在60MPa压力下压制成预制块，并在450℃的温度中烘干2h；

再采用热爆合成法，将配比好的纯铝置于中频炉中熔化至1000℃，再加入配比的所述氟钛酸钾和氟硼酸钾使之熔化，静置35min后扒渣；

再将所述中频炉的温度升温至1300℃后加入所述预制块，搅拌静置30min后，加入精炼剂精炼；

最后直接浇注至连续挤机轮的槽中铸挤成Φ9.5的线材。

实施例二：

首先，按以下重量百分比计算配比好制备铝-钛-硼-碳-镁中间合金所需的原料，氟钛酸钟：35％；氟硼酸钾：22.5％；石墨粉：24.5％；镁粉：24.5％；余量为纯铝(工业纯铝一般定为纯度为99.0％～99.9％的铝，中国定为纯度为98.8％～99.7％的铝)；

然后，将配比好的石墨粉和镁粉用成型设备在60MPa压力下压制成预制块，并在400℃的温度中烘干0.5h；

再采用热爆合成法，将配比好的纯铝置于中频炉中熔化至780℃，再加入配比的所述氟钛酸钾和氟硼酸钟使之熔化，静置20min后扒渣；

再将所述中频炉的温度升温至1000℃后加入所述预制块，搅拌静置30min后，加入精炼剂精炼；

最后直接浇注至连续挤机轮的槽中铸挤成Φ9.5的线材。

实施例三：

首先，按以下重量百分比计算配比好制备铝-钛-硼-碳-镁中间合金所需的原料，氟钛酸钾：80％；氟硼酸钾：50％；石墨粉：30％；镁粉：30％；余量为纯铝(开业纯铝一般定为纯度为99.0％～99.9％的铝，中国定为纯度为98.8％～99.7％的铝)；

然后，将配比好的石墨粉和镁粉用成型设备在60MPa压力下压制成预制块，并在500℃的温度中烘干4h；

再采用热爆合成法，将配比好的纯铝置于中频炉中熔化至1200℃，再加入配比的所述氟钛酸钾和氟硼酸钾使之熔化，静置50min后扒渣；

再将所述中频炉的温度升温至1600℃后加入所述预制块，搅拌静置30min后，加入精炼剂精炼；

最后直接浇注至连续挤机轮的槽中铸挤成Φ9.5的线材。

本发明通过二元稀土的特点，按重量比计算制成一定密度的预制块，利用Mg的活动性特点推动C的活动性，利用燃烧高温使原子之间牢固接触结合，利用C对Al湿润性差的问题，促进TiC反应合成，解决了制备件因素对Al-Ti-B中间合金组织的影响，因为C是Al的形核的质点，C与Al的湿润性的增加晶核的数量也相对增加，因此，铝-钛-硼-碳-镁中间合金与Al-Ti-B中间合金相比，具有强度更高、韧性更好、机械性能更稳定的特点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种铝-钛-硼-碳-镁中间合金，其特征在于：所述铝-钛-硼-碳-镁中间合金以重量百分比计的化学成分为，氟钛酸钾：10％～80％；氟硼酸钾：5％～50％；石墨粉：1％～30％；镁粉：1％～30％；余量为纯铝。

2.根据权利要求1所述的铝-钛-硼-碳-镁中间合金，其特征在于：所述铝-钛-硼-碳-镁中间合金以重量百分比计的化学成分为，氟钛酸钾：30％～80％；氟硼酸钾：5％～15％；石墨粉：5％～20％；镁粉：5％～20％；余量为纯铝。

3.一种如权利要求1或2所述的铝-钛-硼-碳-镁中间合金的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：

a、按配比将所述石墨粉和镁粉用成型设备压制成预制块，并在400℃～500℃的温度中烘干0.5h～4h；

b、采用热爆合成法，按配比将所述纯铝置于中频炉中熔化并升温至780℃～1200℃，再加入配比的所述氟钛酸钾和氟硼酸钾使之熔化，静置20min～50min后扒渣；

c、再将所述中频炉的温度升温至1000℃～1600℃后加入所述预制块，搅拌静置30min后，加入精炼剂精炼；

d、最后直接浇注至连续挤机轮中铸挤成线材。