CN113151713A - 一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种Al‑Zr‑B中间合金及其制备方法和应用，所属金属材料技术领域，合金化学元素组成成分按质量百分比为，Zr：2～3％，B：1～2％，余量为Al；采用纯Al、Al‑5Zr合金和KBF4粉末为原料进行熔炼制备Al‑Zr‑B中间合金。本发明的Al‑Zr‑B中间合金的制备方法不会由于添加过多的KBF4盐粉末而造成沉降和粘壁，同时提高了B元素的利用率，也减少粘附物杂质对中间合金的污染，提高中间合金的质量均匀性。本发明中间合金在细化过程中，Zr元素可以形成AlZr3和ZrB2的金属间化合物，与Ti基金属间化合物具有同质的结构和相似的晶格参数，凭借这种结构可以与α‑Al更好地进行晶格匹配。
Description
技术领域
本发明属于金属材料技术领域，特别涉及一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法和应用。
背景技术
铝作为仅次于钢铁的第二大金属材料，在航空航天、汽车工业、石油化工、日常五金等领域得到了广泛的应用。随着科技的进步及铝合金应用范围的增加，人们对铝及铝合金的组织和性能的要求越来越严格，而细小均匀的组织对性能起到至关重要的作用。铝及其合金经过细化处理后，表明变得更加光滑，很大程度上提高了铝制品的外观和质量。目前最常用的细化晶粒的方法是在铝合金中加入细化剂，通过获取大量的有效形核核心来促进熔体的非均匀形核从而起到细化晶粒的作用。
Al-Ti-B中间合金主要以K2TiF6和KBF4为原料，通过细化过程中形成的TiAl3和TiB2粒子作为有效的形核质点从而达到细化合金的目的。Al-Ti-B中间合金凭借制备方法简单、价格低廉等优点已经成为目前铝工业上应用最广泛的细化剂之一。但是，Al-Ti-B中间合金作为铝或铝合金的细化剂依然存在很多弊端。Al-Ti-B中间合金的细化效果不稳定，经细化后的铝制品质量差异较大。此外，细化过程中形成的TiB2粒子的尺寸较大且易于发生团聚，会造成细化作用衰退，Al-Ti-B中间合金的这些特性在一定程度上限制了铝合金向高质量的发展。因此，研发细化效果更好的中间合金就显得尤为重要。其中，CN102212724A公开了一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法和应用，其化学元素组成和质量百分比为Zr：1～10％，B：0.5～3％，余量为Al，采用K2ZrF6或Zr、KBF4、纯Al在780～850℃温度下熔炼制成；该方法采用K2ZrF6。为原材料，过多的盐类杂质如F化物容易造成对设备的腐蚀，用纯Zr成本太高，不适用于生产。另外该方法的B含量高于2％，容易造成熔体的粘度过高，影响后续除渣过程，容易造成熔液污染，降低B的利用率，反应时间短也不能够使V充分的熔解在熔液中，会造成中间合金制备成分不均匀，在细化铝合金过程中，达不到晶粒细化剂的更高使用要求。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法和应用，利用Zr元素形成AlZr3和ZrB2的金属间化合物，与Ti基金属间化合物具有同质的结构和相似的晶格参数，凭借这种结构与α-Al更好地进行晶格匹配，提高细化剂质量。其具体技术方案如下：
一种Al-Zr-B中间合金，化学元素组成成分按质量百分比为，Zr：2～3％，B：1～2％，余量为Al；
所述Al-Zr-B中间合金包括：Al-2Zr-1B中间合金、Al-2Zr-2B中间合金、Al-3Zr-1B中间合金和Al-3Zr-2B中间合金；
一种Al-Zr-B中间合金的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按Al-Zr-B中间合金的质量配比称取纯铝，置于坩埚中并进行加热至纯铝全部熔融，形成铝熔体；
步骤2：将Al-5Zr合金预热至280±10℃，获得预热Al-5Zr合金；
步骤3：按Al-Zr-B中间合金的质量配比称取KBF4粉末，并加热烘干以去除水分，然后将KBF4粉末与预热Al-5Zr合金混合并用铝箔包裹；然后将包裹有KBF4粉末与预热Al-5Zr合金的铝箔趁热浸入铝熔体中，待物料全部溶化后再搅拌至混合均匀，获得混合熔体；此时混合熔体中按质量百分比含Zr2～3％，B1～2％，余量为Al；
步骤4：将混合熔体升温至780±10℃后保温60～70min，然后将温度升至830±10℃保温30～40min，最后将温度降至780±10℃并保温30～40min；在保温过程中每隔6～12分钟搅拌一次。
步骤5：保温结束后去除混合熔体表面的浮渣，再浇铸到水冷模具中，制成Al-Zr-B中间合金。
所述步骤1中，纯铝的质量纯度≥99.9％；
所述步骤1中，加热采用中频炉加热；
所述步骤3中，KBF4粉末的粒径为80～100μm；
所述步骤3中，加热烘干温度为100±10℃；
所述模具材质为铜。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将铝或铝合金加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-Zr-B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-Zr-B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至710±5℃后保温15～20min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-Zr-B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.1～0.2％；
所述步骤3中，铸锭的平均晶粒粒径为0.233～0.916mm。
本发明的一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法和应用，与现有技术相比，有益效果为：
一、本发明将B元素控制在1～2％，不会造成由于添加过多的KBF4盐粉末而造成沉降和粘壁，有助于后续除渣工序的顺利进行；同时提高了B元素的利用率，也减少粘附物杂质对中间合金的污染，提高中间合金的质量均匀性。
二、本发明采用Al-5Zr合金为原料，不会对设备造成腐蚀，且不含其杂质，保证中间合金的纯度。
三、本发明方法先将Al-5Zr合金进行预热，缩短后续Al的熔化时间，提高效率；本发明利用铝箔对KBF4粉末和预热Al-5Zr合金，防止物料氧化，提高合金纯度。
四、本发明步骤3，反复升温保温过程，为了避免混合熔体中颗粒发生附聚和沉降，防止B元素以气态BF3的形式散发，造成损失，提高B元素利用率。
五、本发明的Al-Zr-B中间合金质地均匀，沉降或粘附产生的杂质含量低，在用于铝或铝合金制备中，细化效果均匀，制备的产品质量高。
六、本发明中间合金在细化过程中，Zr元素可以形成AlZr3和ZrB2的金属间化合物，与Ti基金属间化合物具有同质的结构和相似的晶格参数，凭借这种结构可以与α-Al更好地进行晶格匹配。
附图说明
图1为本发明实施例1的Al-2Zr-1B中间合金的XRD图；
图2为本发明实施例1的铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图3为本发明实施例1的对比例铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图4为本发明实施例2的铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图5为本发明实施例3的铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图6为本发明实施例4的铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图7为本发明实施例5的铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图8为本发明实施例5的对比例铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图9为本发明实施例6的铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图10为本发明实施例7的铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图11为本发明实施例8的铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图12为本发明实施例9的铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图13为本发明实施例9的对比例铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图14为本发明实施例10的铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图15为本发明实施例11的铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
图16为本发明实施例12的铸锭经阳极覆膜后的铸态显微组织图；
具体实施方式
下面结合具体实施案例和附图1-16对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
一种Al-Zr-B中间合金，化学元素组成成分按质量百分比为，Zr：2％，B：1％，余量为Al；所述Al-Zr-B中间合金为Al-2Zr-1B中间合金；
一种Al-Zr-B中间合金的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按Al-Zr-B中间合金的质量配比称取纯铝，置于坩埚中并进行加热至纯铝全部熔融，形成铝熔体；
步骤2：将Al-5Zr合金预热至280℃，获得预热Al-5Zr合金；
步骤3：按Al-Zr-B中间合金的质量配比称取KBF4粉末，并加热烘干以去除水分，然后将KBF4粉末与预热Al-5Zr合金混合并用铝箔包裹；然后将包裹有KBF4粉末与预热Al-5Zr合金的铝箔趁热浸入铝熔体中，待物料全部溶化后再搅拌至混合均匀，获得混合熔体；此时混合熔体中按质量百分比含Zr2％，B1％，余量为Al；
步骤4：将混合熔体升温至780℃后保温60min，然后将温度升至830℃保温30min，最后将温度降至780℃并保温30min；在保温过程中每隔10分钟搅拌一次。
步骤5：保温结束后去除混合熔体表面的浮渣，再浇铸到水冷模具中，制成Al-2Zr-1B中间合金。
所述步骤1中，纯铝的质量纯度≥99.9％；
所述步骤1中，加热采用中频炉加热；
所述步骤3中，KBF4粉末的粒径为80～100μm；
所述步骤3中，加热烘干温度为100℃；
所述搅拌采用搅拌棒，搅拌棒材质为钛，搅拌棒表面涂覆有氮化硼涂料；
所述模具材质为铜。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将纯铝加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-2Zr-1B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-2Zr-1B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至710℃后保温15min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-2Zr-1B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.1％；
所述步骤3中，铸锭经阳极覆膜后观测，铸锭的平均晶粒粒径为0.916mm，如图2所示。
本实施例采用纯铝不加入中间合金制成铸锭进行对比试验，对比例铸锭经阳极覆膜后观测纯铝铸锭的平均晶粒径为3.167mm，如图3所示。
实施例2
一种Al-Zr-B中间合金，化学元素组成成分按质量百分比为，Zr：2％，B：2％，余量为Al；所述Al-Zr-B中间合金为Al-2Zr-2B中间合金；
一种Al-Zr-B中间合金的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按Al-Zr-B中间合金的质量配比称取纯铝，置于坩埚中并进行加热至纯铝全部熔融，形成铝熔体；
步骤2：将Al-5Zr合金预热至270℃，获得预热Al-5Zr合金；
步骤3：按Al-Zr-B中间合金的质量配比称取KBF4粉末，并加热烘干以去除水分，然后将KBF4粉末与预热Al-5Zr合金混合并用铝箔包裹；然后将包裹有KBF4粉末与预热Al-5Zr合金的铝箔趁热浸入铝熔体中，待物料全部溶化后再搅拌至混合均匀，获得混合熔体；此时混合熔体中按质量百分比含Zr2％，B2％，余量为Al；
步骤4：将混合熔体升温至770℃后保温65min，然后将温度升至820℃保温35min，最后将温度降至770℃并保温35min；在保温过程中每隔12分钟搅拌一次。
步骤5：保温结束后去除混合熔体表面的浮渣，再浇铸到水冷模具中，制成Al-2Zr-2B中间合金。
所述步骤1中，纯铝的质量纯度≥99.9％；
所述步骤1中，加热采用中频炉加热；
所述步骤3中，KBF4粉末的粒径为80～100μm；
所述步骤3中，加热烘干温度为110℃；
所述搅拌采用搅拌棒，搅拌棒材质为钛，搅拌棒表面涂覆有氮化硼涂料；
所述模具材质为铜。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将纯铝加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-2Zr-2B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-2Zr-2B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至715℃后保温20min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-2Zr-2B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.1％；
所述步骤3中，铸锭经阳极覆膜后观测，铸锭的平均晶粒粒径为0.733mm，如图4所示。
实施例3
一种Al-Zr-B中间合金，化学元素组成成分按质量百分比为，Zr：3％，B：1％，余量为Al；所述Al-Zr-B中间合金为Al-3Zr-1B中间合金；
一种Al-Zr-B中间合金的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按Al-Zr-B中间合金的质量配比称取纯铝，置于坩埚中并进行加热至纯铝全部熔融，形成铝熔体；
步骤2：将Al-5Zr合金预热至290℃，获得预热Al-5Zr合金；
步骤3：按Al-Zr-B中间合金的质量配比称取KBF4粉末，并加热烘干以去除水分，然后将KBF4粉末与预热Al-5Zr合金混合并用铝箔包裹；然后将包裹有KBF4粉末与预热Al-5Zr合金的铝箔趁热浸入铝熔体中，待物料全部溶化后再搅拌至混合均匀，获得混合熔体；此时混合熔体中按质量百分比含Zr3％，B1％，余量为Al；
步骤4：将混合熔体升温至790℃后保温70min，然后将温度升至840℃保温40min，最后将温度降至790℃并保温40min；在保温过程中每隔8分钟搅拌一次。
步骤5：保温结束后去除混合熔体表面的浮渣，再浇铸到水冷模具中，制成Al-3Zr-1B中间合金。
所述步骤1中，纯铝的质量纯度≥99.9％；
所述步骤1中，加热采用中频炉加热；
所述步骤3中，KBF4粉末的粒径为80～100μm；
所述步骤3中，加热烘干温度为100℃；
所述搅拌采用搅拌棒，搅拌棒材质为钛，搅拌棒表面涂覆有氮化硼涂料；
所述模具材质为铜。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将纯铝加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-3Zr-1B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-3Zr-1B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至705℃后保温15min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-3Zr-1B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.15％；
所述步骤3中，铸锭经阳极覆膜后观测，铸锭的平均晶粒粒径为0.846mm，如图5所示。
实施例4
一种Al-Zr-B中间合金，化学元素组成成分按质量百分比为，Zr：3％，B：2％，余量为Al；所述Al-Zr-B中间合金为Al-3Zr-2B中间合金；
一种Al-Zr-B中间合金的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按Al-Zr-B中间合金的质量配比称取纯铝，置于坩埚中并进行加热至纯铝全部熔融，形成铝熔体；
步骤2：将Al-5Zr合金预热至285℃，获得预热Al-5Zr合金；
步骤3：按Al-Zr-B中间合金的质量配比称取KBF4粉末，并加热烘干以去除水分，然后将KBF4粉末与预热Al-5Zr合金混合并用铝箔包裹；然后将包裹有KBF4粉末与预热Al-5Zr合金的铝箔趁热浸入铝熔体中，待物料全部溶化后再搅拌至混合均匀，获得混合熔体；此时混合熔体中按质量百分比含Zr3％，B2％，余量为Al；
步骤4：将混合熔体升温至785℃后保温65min，然后将温度升至835℃保温35min，最后将温度降至785℃并保温40min；在保温过程中每隔10分钟搅拌一次。
步骤5：保温结束后去除混合熔体表面的浮渣，再浇铸到水冷模具中，制成Al-3Zr-2B中间合金。
所述步骤1中，纯铝的质量纯度≥99.9％；
所述步骤1中，加热采用中频炉加热；
所述步骤3中，KBF4粉末的粒径为80～100μm；
所述步骤3中，加热烘干温度为100℃；
所述搅拌采用搅拌棒，搅拌棒材质为钛，搅拌棒表面涂覆有氮化硼涂料；
所述模具材质为铜。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将纯铝加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-3Zr-2B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-3Zr-2B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至715℃后保温20min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-3Zr-2B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.1％；
所述步骤3中，铸锭经阳极覆膜后观测，铸锭的平均晶粒粒径为0.441mm，如图6所示。
实施例5
一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法同实施例1。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将Al-10Si合金加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-2Zr-1B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-2Zr-1B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至710℃后保温15min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-2Zr-1B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.1％；
所述步骤3中，铸锭经阳极覆膜后观测，铸锭的平均晶粒粒径为0.379mm，如图7所示。
本实施例采用Al-10Si合金不加入中间合金制成铸锭进行对比试验，对比例铸锭经阳极覆膜后观测铸锭的平均晶粒径为1.575mm，如图8所示。
实施例6
一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法同实施例2。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将Al-10Si合金加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-2Zr-2B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-2Zr-2B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至715℃后保温20min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-2Zr-2B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.1％；
所述步骤3中，铸锭经阳极覆膜后观测，铸锭的平均晶粒粒径为0.273mm，如图9所示。
实施例7
一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法同实施例3。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将Al-10Si合金加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-3Zr-1B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-3Zr-1B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至705℃后保温15min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-3Zr-1B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.15％；
所述步骤3中，铸锭经阳极覆膜后观测，铸锭的平均晶粒粒径为0.311mm，如图10所示。
实施例8
一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法同实施例4。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将Al-10Si合金加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-3Zr-2B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-3Zr-2B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至715℃后保温20min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-3Zr-2B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.1％；
所述步骤3中，铸锭经阳极覆膜后观测，铸锭的平均晶粒粒径为0.233mm，如图11所示。
实施例9
一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法同实施例1。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将Al-0.9Mg-0.6Si合金加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-2Zr-1B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-2Zr-1B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至710℃后保温15min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-2Zr-1B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.1％；
所述步骤3中，铸锭经阳极覆膜后观测，铸锭的平均晶粒粒径为0.333mm，如图12所示。
本实施例采用Al-0.9Mg-0.6Si合金不加入中间合金制成铸锭进行对比试验，对比例铸锭经阳极覆膜后观测铸锭的平均晶粒径为2.235mm，如图13所示。
实施例10
一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法同实施例2。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将Al-0.9Mg-0.6Si合金加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-2Zr-2B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-2Zr-2B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至715℃后保温20min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-2Zr-2B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.1％；
所述步骤3中，铸锭经阳极覆膜后观测，铸锭的平均晶粒粒径为0.418mm，如图14所示。
实施例11
一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法同实施例3。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将Al-0.9Mg-0.6Si合金加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-3Zr-1B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-3Zr-1B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至705℃后保温15min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-3Zr-1B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.15％；
所述步骤3中，铸锭经阳极覆膜后观测，铸锭的平均晶粒粒径为0.523mm，如图15所示。
实施例12
一种Al-Zr-B中间合金及其制备方法同实施例4。
上述一种Al-Zr-B中间合金的用途，应用于铝或铝合金晶粒细化；
上述一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，包括如下步骤：
步骤1：将Al-0.9Mg-0.6Si合金加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-3Zr-2B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-3Zr-2B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至715℃后保温20min，然后浇铸获得铸锭。
所述步骤2中，Al-3Zr-2B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.1％；
所述步骤3中，铸锭经阳极覆膜后观测，铸锭的平均晶粒粒径为0.458mm，如图16所示。
以上实施例中，观测显微组织采用的设备为金相显微镜(型号LeicaDMR)；采用的X射线衍射观测设备为多晶X射线衍射仪(型号XPertpro)；进行阳极覆膜的步骤为：将铸锭制成板状作为阳极，置于电解液中进行电解，电解液为质量浓度98％的硫酸溶液、质量浓度50％的磷酸溶液和水按体积比2:2:1混合制成，电解时阳极电压20V，电解时间20s，电解完成后在阳极表面形成覆膜。
Claims (10)
1.一种Al-Zr-B中间合金，其特征在于，中间合金的化学元素组成成分按质量百分比为，Zr：2～3％，B：1～2％，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的一种Al-Zr-B中间合金，其特征在于，所述Al-Zr-B中间合金包括：Al-2Zr-1B中间合金、Al-2Zr-2B中间合金、Al-3Zr-1B中间合金和Al-3Zr-2B中间合金。
3.权利要求1所述的一种Al-Zr-B中间合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：按Al-Zr-B中间合金的质量配比称取纯铝，置于坩埚中并进行加热至纯铝全部熔融，形成铝熔体；
步骤2：将Al-5Zr合金预热至280±10℃，获得预热Al-5Zr合金；
步骤3：按Al-Zr-B中间合金的质量配比称取KBF4粉末，并加热烘干以去除水分，然后将KBF4粉末与预热Al-5Zr合金混合并用铝箔包裹；然后将包裹有KBF4粉末与预热Al-5Zr合金的铝箔趁热浸入铝熔体中，待物料全部溶化后再搅拌至混合均匀，获得混合熔体；此时混合熔体中按质量百分比含Zr2～3％，B1～2％，余量为Al；
步骤4：将混合熔体升温至780±10℃后保温60～70min，然后将温度升至830±10℃保温30～40min，最后将温度降至780±10℃并保温30～40min；在保温过程中每隔6～12分钟搅拌一次；
步骤5：保温结束后去除混合熔体表面的浮渣，再浇铸到水冷模具中，制成Al-Zr-B中间合金。
4.根据权利要求3所述的一种Al-Zr-B中间合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，纯铝的质量纯度≥99.9％；所述加热采用中频炉加热。
5.根据权利要求3所述的一种Al-Zr-B中间合金的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，KBF4粉末的粒径为80～100μm；所述加热烘干温度为100±10℃。
6.根据权利要求3所述的一种Al-Zr-B中间合金的制备方法，其特征在于，所述模具材质为铜。
7.权利要求1所述的一种Al-Zr-B中间合金的用途，其特征在于，应用于铝或铝合金晶粒细化。
8.权利要求1所述的一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将铝或铝合金加热熔化形成熔体；
步骤2：将Al-Zr-B中间合金加入熔体，搅拌熔体至Al-Zr-B中间合金熔化并使全部物料混合均匀，形成混合熔体；
步骤3：将混合熔体升温至710±5℃后保温15～20min，然后浇铸获得铸锭。
9.根据权利要求8所述的一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，其特征在于，所述步骤2中，Al-Zr-B中间合金的加入量为，按Zr质量占混合熔体总质量的0.1～0.2％。
10.根据权利要求8所述的一种Al-Zr-B中间合金的应用方法，其特征在于，所述步骤3中，铸锭的平均晶粒粒径为0.233～0.916mm。
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