CN1256448C - 一种Al－Ti－C中间合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种Al-Ti-C中间合金的制备方法，涉及一种用于铝合金生产的晶粒细化Al-Ti-C中间合金的生产方法。其特征在于用碳化钙做碳源，生产工艺为铝全部熔化后，熔体过热并加入电石粉和氟钛酸钾的混合物，升温至950℃～1000℃，保温10-30分钟，除去熔体表面的液态渣后浇铸。本发明的特点是原料价廉易得，合金生产工艺简单，生产成本低，用该工艺生产出来的合金细化剂细化晶粒时孕育期短，特别适合于炉外连续细化。
Description
技术领域
一种Al-Ti-C中间合金的制备方法，涉及一种用于铝合金生产的晶粒细化剂Al-Ti-C中间合金的生产方法。
背景技术
二十世纪六十年代以来，Al-Ti-B中间合金一直是铝工业普遍使用的晶粒细化剂，但通过长期的应用发现Al-Ti-B中间合金存在着TiB2粒子聚集的缺陷，导致箔材的针孔和断裂、轧板的划痕等后续加工产品的一系列质量问题。另外，在含有Zr或Cr的合金中，Zr或Cr会使TiB2中毒，导致不均匀的晶粒组织。与Al-Ti-B相比，Al-Ti-C合金做为细化剂，具有对含Zr、Cr和V元素合金的“免疫”作用，能够对它们进行有效的晶粒细化；在Al-Ti-C中间合金中，TiC颗粒不易发生聚集沉淀。
关于Al-Ti-C，早在1950年Cibula便发现了碳在Al-Ti二元合金中生成TiC的晶粒细化作用，并建立了碳化物理论，但却一直没找到实际有效的合金化方法。1986年，Banetji等人通过特殊工艺制备出Al-Ti-C合金后，各国研究者又尝试了多种制备方法，如固-液反应法，接触应力法，SHS铸造法等。国内进入90年代以来，陆续有人从事Al-Ti-C中间合金的研究，在合金的合成和应用效果等方面做过不少基础工作。但由于铝液与石墨之间的润湿性差，合金合成困难。另外合金的熔炼温度过高也给合金的产业化带来了很大困难。因此目前Al-Ti-C中间合金的生产还不能实现规模化生产。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术中由于石墨与铝的湿润性差，造成合金合成困难的缺点，提出一种能有效提高碳与铝的润湿性，在低温加碳的方法，且生产的细化剂细化晶粒时孕育期短，适合于炉外连续细化的Al-Ti-C中间合金的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
一种Al-Ti-C中间合金的制备方法，其特征在于采用CaC2做碳源，其制备过程为：在熔炼炉中将铝熔化后，温度加热到800℃-900℃，在铝熔体中加入CaC2粉和氟钛酸钾的均匀混合物，其中CaC2粉加入量以碳计为铝熔体重的0.47％-5.0％、氟钛酸钾加入量以钛计为铝熔体重量的2％-10％；再将熔体加热到950℃-1000℃，保温10-30分钟后，除去熔体表面的浮渣，浇注成型制得Al-Ti-C中间合金。
本发明的方法，其特征在于加入的碳化物CaC2是电石粉。
本发明的方法制备Al-Ti-C中间合金采用新型碳源，碳源通过化学作用，碳以碳化钛形态进入铝液，克服了石墨与铝润湿性差的缺点，因而在铝液中能均匀分布。合金熔炼湿度低，工艺选择范围大，生产出来的合金细化剂孕育期短，特别适合于炉外连续细化。以主要成份为CaC2的电石粉作为生产Al-Ti-C中间合金的碳源，具有原料价格低廉，来源广泛，与铝反应温度低。生产工艺简单、操作方便，温度一般可以控制在800℃～1200℃，极大地减少了铝耗及能耗，产品生产成本低、成份均匀、纯净度高、对铝和铝合金的细化效果好，孕育期短，非常适合于炉外连续细化。该生产工艺可以在工业上大规模生产Al-Ti-C中间合金。
利用本发明制备的Al-Ti-C中间合金，可以广泛地适用于工业纯铝及铝合金的晶粒细化，是铝和铝合金的理想细化剂。当向铝和铝合金中加入2‰的本产品时，铝及铝合金的晶粒尺寸可以得到良好的细化，从而极大的提高了铝合金的强度、韧性和塑性；可以减少铝板、带、箔的划痕、断裂等质量问题。
具体实施方式
一种Al-Ti-C中间合金的制备方法，采用CaC2做碳源，其制备过程为在熔炼炉中将铝熔化后，温度过热到800℃-1000℃，将以加入碳的量计为铝熔体重的0.47％-5.0％的CaC2粉和以钛的加入量为铝熔体重量的2％-10％的氟钛酸钾的均匀混合物加入铝熔体中；再将熔体加热到950℃-1000℃，保温10-30分钟后，除去熔体表面的浮渣，浇注成型制得Al-Ti-C中间合金。
下面结合实例对本发明的方法作进一步说明。
实施例1
在熔炼炉中将1.08Kg的铝熔化，升温至850℃，将已经混合均匀的电石粉24g和氟钛酸钾280g的混合物加入熔体中，搅拌3次，10分钟时间，继续升温至1000℃，保温0.5h，清除熔体表面产生的液态渣，浇铸出炉即可得到利用本发明制得的Al-Ti-C中间合金。
实施例2
制备方法同实施例1，将1.1Kg的铝全部熔化后，升温至895℃，将24g电石粉和285g氟钛酸钾混合均匀，加入熔体，待混合物全部熔化后搅拌并升温至950℃，保温20分钟，清除熔体表面产生的液态渣，浇铸出炉。
实施例3
制备方法同实施例1，在坩埚炉中将1.15Kg铝全部熔化后，升温至900℃，将250g电石粉和299g氟钛酸钾混合均匀，加入熔体，待混合物全部熔化后搅拌10分钟，升温至950℃，保温0.5h，清除熔体表面产生的液态渣，浇铸出炉。
实施例4
在中频炉中加入350Kg铝熔化并过热到850℃，4.4Kg公斤的碳化钙粉和94.5公斤的氟钛酸钾混合均匀，加入熔体，待混合物全部熔化后搅拌10分钟，升温至950℃，保温0.5h，清除熔体表面产生的液态渣，用连铸连轧机轧成直径9.5mm的铝钛碳合金丝。该产品在铸轧板上使用晶粒度达到一级。
Claims (2)
1.一种Al-Ti-C中间合金的制备方法，其特征在于采用CaC2做碳源，其制备过程为：在熔炼炉中将铝熔化后，温度过热到800℃-900℃，在铝熔体中加入CaC2粉和氟钛酸钾的均匀混合物，其中CaC2粉加入量以碳计为铝熔体重的0.47％-5.0％、氟钛酸钾加入量以钛计为铝熔体重量的2％-10％；再将熔体加热到950℃-1000℃，保温10-30分钟后，除去熔体表面的浮渣，浇注成型制得Al-Ti-C中间合金。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于加入的碳化物CaC2是电石粉。
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