CN111041253B - 一种铝钛合金线材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝钛合金线材及其制备方法，铝钛合金线材的金相组成包括铝90～97％和钛3～10％。铝钛合金线材的制备方法，包括如下步骤：1)熔化部分铝锭；2)将氟钛酸钾分两次以上加入铝液中反应，每加一次氟钛酸钾后，均需要加入部分铝锭，其中，氟钛酸钾与铝液的反应温度不超过800℃；3)打渣；4)加入余量铝锭，捞渣；5)连铸连轧，卷线，即得铝钛合金线材。本发明铝钛合金线材，有效减少了铝钛合金线材在制备时的金属烧损，内部组织均匀，颗粒更小，更利于后期吸收；无需加入扩散剂等助剂，便可得到均匀细腻的金相组织，降低了成本、简化了工艺；同时还降低了铝钛合金线材使用时的添加温度，减少了使用时的烧损，提高了合金的品质和得率。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝钛合金线材及其制备方法，属于铝钛合金线材领域。
背景技术
铝钛合金线材是一种金属材料，具有强度高、比重轻等特点，可用于电缆等的制备，也可用于合金添加剂补充合金成分。
将铝钛合金线材作为合金添加剂，可以提升合金的钛含量，更利于合金化，使钛成分更加均匀，吸收率更高。
现有钛合金线材制备时，钛元素以海绵钛或金属钛的形式加入，添加温度在1000℃左右或高于1000℃，导致金属烧损严重，收率较低。且现有的钛合金线材使用时的添加温度也较高，需要850℃才能熔化。
发明内容
本发明提供一种铝钛合金线材及其制备方法，有效减少了铝钛合金线材在制备和使用时的金属烧损，内部组织更均匀，颗粒更小，更利于后期吸收，产品后期添加更稳定，添加温度低。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种铝钛合金线材，其金相组成包括铝90～97％和钛3～10％，所述百分比为质量百分比。
为了进一步降低钛的添加温度，减少烧损，优选，所用原料包括铝锭和氟钛酸钾。
为了进步一步提高产品性能，铝锭的纯度不小于99.7％。
上述铝钛合金线材的制备方法，包括如下步骤：
1)熔化部分铝锭；
2)将氟钛酸钾分两次以上加入铝液中反应，每加一次氟钛酸钾后，均需要加入部分铝锭，其中，氟钛酸钾与铝液的反应温度不超过800℃；
3)打渣；
4)加入余量铝锭，捞渣；
5)连铸连轧，卷线，即得铝钛合金线材。
上述方法将铝锭和氟钛酸钾分步骤加入，且每加一次氟钛酸钾后，均加入部分铝锭，可以降低温度、减少烧损，细化金相组织，提高金相组织的均匀性，同时能降低后期的使用温度。
为了进一步提高组织的均匀性，步骤1)为熔化60～90％的铝锭。也即熔化铝锭总质量的60～90％。
本申请中％，均为质量％。
为了提高反应效率，步骤1)为在温度为700～750℃下，熔化60～90％的铝锭，将所得铝液全部转入电磁感应炉铝。
为了减少烧损，提高组织的均匀细腻度，步骤2)中，当制备钛含量为3～8％的钛合金线材时，将氟钛酸钾分两次加入铝液中反应，当制备钛含量为8～10％的钛合金线材时，将氟钛酸钾分三次加入铝液中反应。
为了进一步减少烧损，提高产品的综合性能，步骤2)中，当氟钛酸钾分两次加入铝液中反应时，第一次加入65～85％的氟钛酸钾，并在温度为700-750℃的条件下进行一次反应，一次反应时间为5-20分钟，反应过程加入6～8％的铝锭，一次反应结束后倾倒酸水渣；接着加入余量的氟钛酸钾，在温度为750-800℃的条件下进行二次反应，二次反应时间为5-8分钟，反应过程加入2～3％的铝锭，二次反应结束后倾倒酸水渣。
为了进一步减少烧损，提高产品的综合性能，步骤2)中，当氟钛酸钾分三次加入铝液中反应时，第一次加入30～35％的氟钛酸钾，并在温度为700-750℃的条件下进行一次反应，一次反应时间为10～15分钟，反应过程加入3～4％的铝锭，一次反应结束后倾倒酸水渣；接着再加入30～35％的氟钛酸钾，在温度为750-800℃的条件下进行二次反应，二次反应时间为10～15分钟，反应过程加入3～4％的铝锭，二次反应结束后倾倒酸水渣；接着再加入余量的氟钛酸钾，在温度为750-800℃的条件下进行三次反应，三次反应时间为8～12分钟，反应过程加入3～4％的铝锭，二次反应结束后倾倒酸水渣。
上述步骤3)中，通过加入轻质碳酸钙进行打渣。
为了进一步减少烧损，提高产品的均匀性，步骤4)中，先转入浇铸炉，然后加入余量的铝锭，温度控制在750～800℃，保温、捞渣。
步骤5)中，浇筑温度为790℃，连轧的进锭温度为480-550℃。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明铝钛合金线材，有效减少了铝钛合金线材在制备时的金属烧损，内部组织均匀，颗粒更小，更利于后期吸收；无需加入扩散剂等助剂，便可得到均匀细腻的金相组织，降低了成本、简化了工艺；同时还降低了铝钛合金线材使用时的添加温度，减少了使用时的烧损，提高了合金的品质和得率。
附图说明
图1为实施例1所得铝钛合金线材的金相组织图；
图2为实施例2所得铝钛合金线材的金相组织图；
图3为实施例3所得铝钛合金线材的金相组织图；
图4为实施例4所得铝钛合金线材的金相组织图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
制备钛含量为10％左右的铝钛合金线材，铝锭(纯度99.7％)总用量为1610kg：
1)在温度为700～750℃下，熔化850Kg铝锭，将所得铝液全部转入电磁感应炉铝；
2)第一次加入270Kg氟钛酸钾，并在温度为700-710℃的条件下进行一次反应，一次反应时间为12分钟，反应过程加入56.4Kg的铝锭，一次反应结束后倾倒酸水渣；接着再加入270Kg的氟钛酸钾，在温度为750-760℃的条件下进行二次反应，二次反应时间为12分钟，反应过程加入56.4Kg的铝锭，二次反应结束后倾倒酸水渣；接着再加入260Kg氟钛酸钾，在温度为750-760℃的条件下进行三次反应，三次反应时间为10分钟，反应过程加入56.4Kg的铝锭，二次反应结束后倾倒酸水渣；
3)加入2公斤的轻质碳酸钙(宝鑫，购自井陉县宝鑫矿业有限公司)打渣；
4)转入浇铸炉，然后加入余量的铝锭，温度控制在750～800℃，保温、捞渣；
5)连铸连轧，浇筑温度为790℃，连轧的进锭温度为480～550℃，卷线，即得铝钛合金线材。金相组织如图1所示，内部组织均匀细腻，质点的平均尺寸＜25μm，无组织烧损，添加温度为700～720℃。
实施例2
制备钛含量为5％左右的铝钛合金线材，铝锭(纯度99.7％)总用量为1610kg：
1)在温度为700～750℃下，熔化1400Kg铝锭，将所得铝液全部转入电磁感应炉铝；
2)第一次加入355.4Kg氟钛酸钾，并在温度为700-710℃的条件下进行一次反应，一次反应时间为18分钟，反应过程加入110Kg的铝锭，一次反应结束后倾倒酸水渣；接着再加入63.6Kg的氟钛酸钾，在温度为750-760℃的条件下进行二次反应，二次反应时间为6分钟，反应过程加入40Kg的铝锭，二次反应结束后倾倒酸水渣；
3)加入2公斤的轻质碳酸钙(宝鑫，购自井陉县宝鑫矿业有限公司)打渣；
4)转入浇铸炉，然后加入余量的铝锭，温度控制在750～800℃，保温、捞渣；
5)连铸连轧，浇筑温度为790℃，连轧的进锭温度为480-550℃，卷线，即得铝钛合金线材。金相组织如图2所示，内部组织均匀细腻，质点的平均尺寸＜25μm，无组织烧损，添加温度为700～720℃。
实施例3
制备钛含量为6％左右的铝钛合金线材，铝锭(纯度99.7％)总用量为1610kg：
1)在温度为700～750℃下，熔化1100Kg铝锭，将所得铝液全部转入电磁感应炉铝；
2)第一次加入360Kg氟钛酸钾，并在温度为700-710℃的条件下进行一次反应，一次反应时间为18分钟，反应过程加入110Kg的铝锭，一次反应结束后倾倒酸水渣；接着再加入100Kg的氟钛酸钾，在温度为750-760℃的条件下进行二次反应，二次反应时间为6分钟，反应过程加入40Kg的铝锭，二次反应结束后倾倒酸水渣；
3)加入2公斤的轻质碳酸钙(宝鑫，购自井陉县宝鑫矿业有限公司)打渣；
4)转入浇铸炉，然后加入余量的铝锭，温度控制在750～800℃，保温、捞渣；
5)连铸连轧，浇筑温度为790℃，连轧的进锭温度为480-550℃，卷线，即得铝钛合金线材。金相组织如图3所示，内部组织均匀细腻，质点的平均尺寸＜25μm，无组织烧损，添加温度为700～720℃。
实施例4
制备钛含量为3％左右的铝钛合金线材，铝锭(纯度99.7％)总用量为1610kg：
1)在温度为700～750℃下，熔化1050Kg铝锭，将所得铝液全部转入电磁感应炉铝；
2)第一次加入131Kg氟钛酸钾，并在温度为700-710℃的条件下进行一次反应，一次反应时间为18分钟，反应过程加入110Kg的铝锭，一次反应结束后倾倒酸水渣；接着再加入63.6Kg的氟钛酸钾，在温度为750-760℃的条件下进行二次反应，二次反应时间为6分钟，反应过程加入40Kg的铝锭，二次反应结束后倾倒酸水渣；
3)加入2公斤的轻质碳酸钙(宝鑫，购自井陉县宝鑫矿业有限公司)打渣；
4)转入浇铸炉，然后加入余量的铝锭，温度控制在750～800℃，保温、捞渣；
5)连铸连轧，浇筑温度为790℃，连轧的进锭温度为480-550℃，卷线，即得铝钛合金线材。金相组织如图4所示，内部组织均匀细腻，质点的平均尺寸＜25μm，无组织烧损，添加温度为700～720℃。
Claims (6)
1.一种铝钛合金线材，其特征在于：其金相组成包括铝90～97％和钛3～10％，所述百分比为质量百分比；铝钛合金线材所用原料包括铝锭和氟钛酸钾；
铝钛合金线材的制备方法，包括如下步骤：
1)熔化部分铝锭；
2)将氟钛酸钾分两次以上加入铝液中反应，每加一次氟钛酸钾后，均需要加入部分铝锭，其中，氟钛酸钾与铝液的反应温度不超过800℃；
当制备钛含量为3～8％的钛合金线材时，不包含钛含量为8％的钛合金线材，将氟钛酸钾分两次加入铝液中反应；当制备钛含量为8～10％的钛合金线材时，将氟钛酸钾分三次加入铝液中反应；
当氟钛酸钾分两次加入铝液中反应时，第一次加入65～85％的氟钛酸钾，并在温度为700-750℃的条件下进行一次反应，一次反应时间为5-20分钟，反应过程加入6～8％的铝锭，一次反应结束后倾倒酸水渣；接着加入余量的氟钛酸钾，在温度为750-800℃的条件下进行二次反应，二次反应时间为5-8分钟，反应过程加入2～3％的铝锭，二次反应结束后倾倒酸水渣；
3)打渣；
4)加入余量铝锭，捞渣；
5)连铸连轧，卷线，即得铝钛合金线材。
2.如权利要求1所述的铝钛合金线材，其特征在于：步骤1)中，为熔化60～90％的铝锭。
3.如权利要求1或2所述的铝钛合金线材，其特征在于：步骤1)为在温度为700～750℃下，熔化60～90％的铝锭，将所得铝液全部转入电磁感应炉铝。
4.如权利要求1或2所述的铝钛合金线材，其特征在于：步骤1)和步骤4)中，铝锭的纯度不小于99.7％。
5.如权利要求1或2所述的铝钛合金线材，其特征在于：步骤2)中，当氟钛酸钾分三次加入铝液中反应时，第一次加入30～35％的氟钛酸钾，并在温度为700-750℃的条件下进行一次反应，一次反应时间为10～15分钟，反应过程加入3～4％的铝锭，一次反应结束后倾倒酸水渣；接着再加入30～35％的氟钛酸钾，在温度为750-800℃的条件下进行二次反应，二次反应时间为10～15分钟，反应过程加入3～4％的铝锭，二次反应结束后倾倒酸水渣；接着再加入余量的氟钛酸钾，在温度为750-800℃的条件下进行三次反应，三次反应时间为8～12分钟，反应过程加入3～4％的铝锭，二次反应结束后倾倒酸水渣。
6.如权利要求1或2所述的铝钛合金线材，其特征在于：步骤3)中，通过加入轻质碳酸钙进行打渣；步骤4)中，先转入浇铸炉，然后加入余量的铝锭，温度控制在750～800℃，保温、捞渣；步骤5)中，浇筑温度为790℃，连轧的进锭温度为480-550℃。
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