CN117107104A - 一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法，包括以下步骤：S1、750Kg/500kg感应式工频炉2台套；S2、Φ9.5连铸连轧机及配套设施1台套；S3、AL＝500KG；第一次配料：La2O3＝18kg和KBF4＝80kg；铝锭置于750Kg工频炉坩埚内熔化，并升温至830±5℃；把工频炉功率降到160～180kw，使铝液沸腾起来，匀速加入配好的一次原料，加料完毕后让铝液和La2O3、KBF4熔液一起沸腾15分钟，熔体温度达到910℃～920℃后关闭工频炉电源，静置5分钟；第二次配料：K2TiF6＝15kg和KBF4＝20kg；再次把工频炉功率开到160～180kw；本发明生产工艺时间短，生产过程更节能：每批次产品制备全流程共需要3.5～4小时；由于无需提前制备Al‑B3、Al‑La10两种中间合金，铝镧硼钛吨产成品能耗900～1000kW.h。
Description
技术领域
本发明涉及铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法技术领域，尤其涉及一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法。
背景技术
铸造铝合金广泛应用于汽车、机械、航空航天等工业领域，改善铸造铝合金综合性能的有效方法是对其进行晶粒细化及变质处理，从而获得细小的等轴初生铝晶粒及弥散的纤维状共晶硅组织，由于铸造铝合金的成分非常复杂，常见的Al-Ti、Al-B及Al-Ti-C等晶粒细化剂在熔体细化处理过程中，细化元素钛和硼容易与合金元素硅及变质元素锶发生交互反应，显著降低细化元素有效含量，从而发生细化剂失效或出现显著的细化衰退现象，限制了这些细化剂在铸造铝合金中的广泛应用，因此，开发可适用于铸造铝合金的新型晶粒细化剂，使其在复杂的合金成分条件下具备高效、稳定的细化效力是十分必要的。
根据中国现有专利CN 105648251 A公开了一种铸造铝合金用铝镧硼晶粒细化剂的制备方法，以工业纯铝，Al-3B中间合金，Al-10La中间合金为原料，通过合理调控元素配比，结合有效的温度控制，制备出铝镧硼晶粒细化剂细化剂。本方法原料丰富，成本较低，制备设备简单。本发明涉及的新型铸造铝合金晶粒细化剂不仅能应用于二元铝硅合金的晶粒细化处理，更适用于复杂成分的铸造铝合金的晶粒细化，使其凝固组织中的初生铝枝晶由原来的发达树枝晶转变为细小的等轴晶，并且不发生细化衰退及变质退化等有害现象，从而提高铸造铝合金的综合力学性能，并且能改善其铸造性能；
该专利以工业纯铝、Al-B3中间合金、Al-La10中间合金为原料，通过合理调控元素配比，结合有效的温度控制，制备出铝镧硼晶粒细化剂，在金属模具中浇铸华夫锭，为最终产品交货形态，现有技术的客观不足之处：
1、制备工艺时间较长，每个批次产品总计制备时间超过十小时。
2、采用的制备工艺的设备能耗高，吨产成品能耗大。
3、该工艺生产过程中没有做除气除渣处理，产成品中的氧化物及其它的夹杂会对铝合金产品造成污染。
4、该工艺只能生产铝镧硼华夫锭，在铝合金生产过程中无法实现在线添加。
5、该工艺制备出的镧硼合金牌号为A1La2B1，细化能力弱，只能获得200微米左右的等轴晶。
6、该工艺产品目前没有实现工业化生产，只能在实验室小批量制备。
因此，有必要提供一种新铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供的一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的本发明提供一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、750Kg/500kg感应式工频炉2台套；
S2、Φ9.5连铸连轧机及配套设施1台套；
S3、AL＝500KG；
第一次配料：La2O3＝18kg和KBF4＝80kg；
铝锭置于750Kg工频炉坩埚内熔化，并升温至830±5℃；把工频炉功率降到160～180kw，使铝液沸腾起来，匀速加入配好的一次原料，加料完毕后让铝液和La2O3、KBF4熔液一起沸腾15分钟，熔体温度达到910℃～920℃后关闭工频炉电源，静置5分钟；
第二次配料：K2TiF6＝15kg和KBF4＝20kg；
再次把工频炉功率开到160～180kw，在1分钟内加入二次配料原料，沸腾10分钟，当熔体温度达到940℃～950℃，关闭工频炉电源，静置5分钟；
S4、用钛合金盐勺分离铝熔体表面的氟铝酸钾、氧化铝盐液；
S5、倒炉操作，把经过二次合金的铝液通过流槽倒入500Kg工频炉坩埚内，升温至920±5℃，用氩气进行除气12分钟，并清理浮渣，确认炉内熔体降温至880±5℃时进行浇铸，浇铸时把工频炉功率调至保温状态，让铝液轻微沸腾，避免生成沉淀，确保产品内LaB6粒子均匀弥散；
进一步地，确保结轮所述冷却水温≤35℃、水流量15～20m3/h、水压0.320-4Mpa所述此工艺可生产Φ9.5±0.3mm的AlLa3B1.5Ti0.5铝镧硼钛合金线材。
进一步地，所述重熔铝锭，Al含量≥99.85％。
进一步地，所述氧化镧(La2O3)含量≥99％。
进一步地，所述PFT-1氟钛酸钾(K2TiF6)含量≥99％。
进一步地，所述PFB-1氟硼酸钾(KBF4)含量≥98％。
与相关技术相比较，本发明提供一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法具有如下有益效果：
1、本发明生产工艺时间短，生产过程更节能：每批次产品制备全流程共需要3.5～4小时；由于无需提前制备Al-B3、Al-La10两种中间合金，铝镧硼钛吨产成品能耗900～1000kW.h；
2、本发明夹杂含量少：本合金生产过程中做除气净化，有效去除了盐类夹杂及氧化夹杂,可使铝合金铸件弊病减少，不易出现裂纹源；
3、本发明添加量少，细化效果好，在铝硅合金中1‰的加入量即可获得100μm以下的等轴晶；有效节省铝合金生产成本；
4、本发明产成品以线材形态交货，可以满足铝合金生产在线添加；
5、本发明可以实现工业化生产，已经量产，并投放市场使用。
附图说明
图1为本发明的添加1％A1La3B1.5Ti0.5和2％A1Ti5B1细化A356铝锭的显微组织晶粒度分析报告图；
图2为本发明的添加1％A1La3B1.5Ti0.5细化A356铝锭显微组织晶粒度分析报告图；
图3为本发明的2％A1Ti5B1细化A356铝锭的显微组织晶粒度分析报告图；
图4为本发明的A1La3B1.5Ti0.5细化A356机械性能测试数据图；
图5为本发明的A1La3B1.5Ti0.5细化+A1Sr10变质处理机械性能图；
图6为本发明的A1La3B1.5Ti0.5细化+A1Sr10变质处理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
请参阅图1至图6，本发明实施例提供的一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、750Kg/500kg感应式工频炉2台套
S2、Φ9.5连铸连轧机及配套设施1台套
S3、AL＝500KG
第一次配料：La2O3＝18kg和KBF4＝80kg
铝锭置于750Kg工频炉坩埚内熔化，并升温至830±5℃，本工序耗时90～100分钟；把工频炉功率降到160～180kw，使铝液沸腾起来，匀速加入配好的一次原料，加料在5分钟内完成，加料完毕后让铝液和La2O3、KBF4熔液一起沸腾15分钟，熔体温度达到910℃～920℃后关闭工频炉电源，静置5分钟。
第二次配料：K2TiF6＝15kg和KBF4＝20kg
再次把工频炉功率开到160～180kw，在1分钟内加入二次配料原料，沸腾10分钟，当熔体温度达到940℃～950℃，关闭工频炉电源，静置5分钟，
S4、用钛合金盐勺分离铝熔体表面的氟铝酸钾、氧化铝盐液；
S5、倒炉操作，把经过二次合金的铝液通过流槽倒入500Kg工频炉坩埚内，升温至920±5℃，用氩气进行除气12分钟，并清理浮渣，确认炉内熔体降温至880±5℃时进行浇铸，浇铸时把工频炉功率调至保温状态，让铝液轻微沸腾，避免生成沉淀，确保产品内LaB6粒子均匀弥散。
确保结轮所述冷却水温≤35℃、水流量15～20m3/h、水压0.320-4Mpa所述此工艺可生产Φ9.5±0.3mm的AlLa3B1.5Ti0.5铝镧硼钛合金线材。
所述重熔铝锭，Al含量≥99.85％，所述氧化镧(La2O3)含量≥99％，所述PFT-1氟钛酸钾(K2TiF6)含量≥99％，所述PFB-1氟硼酸钾(KBF4)含量≥98％。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、750Kg/500kg感应式工频炉2台套；
S2、Φ9.5连铸连轧机及配套设施1台套；
S3、AL＝500KG；
第一次配料：La2O3＝18kg和KBF4＝80kg；
铝锭置于750Kg工频炉坩埚内熔化，并升温至830±5℃；把工频炉功率降到160～180kw，使铝液沸腾起来，匀速加入配好的一次原料，加料完毕后让铝液和La2O3、KBF4熔液一起沸腾15分钟，熔体温度达到910℃～920℃后关闭工频炉电源，静置5分钟；
第二次配料：K2TiF6＝15kg和KBF4＝20kg；
再次把工频炉功率开到160～180kw，在1分钟内加入二次配料原料，沸腾10分钟，当熔体温度达到940℃～950℃，关闭工频炉电源，静置5分钟；
S4、用钛合金盐勺分离铝熔体表面的氟铝酸钾、氧化铝盐液；
S5、倒炉操作，把经过二次合金的铝液通过流槽倒入500Kg工频炉坩埚内，升温至920±5℃，用氩气进行除气12分钟，并清理浮渣，确认炉内熔体降温至880±5℃时进行浇铸，浇铸时把工频炉功率调至保温状态，让铝液轻微沸腾，避免生成沉淀，确保产品内LaB6粒子均匀弥散。
2.根据权利要求1所述一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法，其特征在于，确保结轮所述冷却水温≤35℃、水流量15～20m3/h、水压0.320-4Mpa所述此工艺可生产Φ9.5±0.3mm的AlLa3B1.5Ti0.5铝镧硼钛合金线材。
3.根据权利要求2所述一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法，其特征在于，所述重熔铝锭，Al含量≥99.85％。
4.根据权利要求1所述一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法，其特征在于，所述氧化镧(La2O3)含量≥99％。
5.根据权利要求3所述一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法，其特征在于，所述PFT-1氟钛酸钾(K2TiF6)含量≥99％。
6.根据权利要求1所述一种铝镧硼钛晶粒细化剂的制备方法，其特征在于，所述PFB-1氟硼酸钾(KBF4)含量≥98％。
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- 2023-05-30 CN CN202310624695.XA patent/CN117107104A/zh not_active Withdrawn
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