CN104561619B - 一种铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法，所述铝钛硼丝晶粒细化剂采用熔炼后连续铸轧的方式，具体步骤如下：(1)熔化：将纯铝锭加入坩埚炉内熔化成铝液并加热；(2)合金化：向步骤(1)中铝液加热的过程中向铝液中加入配料，依次为氯化钾、氟硼酸钾和氟钛酸钾，升温搅拌完全反应后得到合金铝液；(3)搅拌脱气除渣：将步骤(2)中制得的合金铝液转入工频无芯电保温炉内搅拌脱气；(4)浇铸连轧：将步骤(3)中除渣后的铝液传输至模具中，依次经过流槽过滤、结晶轮型腔以及连轧机连轧后收线得到铝钛硼丝。本发明的优点在于：本发明铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法，避免铝液被氧化或吸入气体而出现气孔或疏松的现象，提高了铝钛硼丝的延伸率。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝钛硼丝晶粒细化剂，特别涉及一种铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法。
背景技术
钛硼晶粒细化剂的发展过程经历了三个阶段：钛硼添加剂，铝钛硼中间合金顶，铝钛硼丝，其中钛硼丝晶粒细化剂是一种块状添加剂，钛硼晶粒细化剂以其出色的细化效果堪与进口钛硼丝相媲美，远优于铝钛中间合金，对大多数的铝合金而言，实为经济适宜的晶粒细化剂。
钛硼晶粒细化剂由于其优异的细化效果，使铸件得到细小的等轴晶，消除了羽毛晶和柱状晶，为以后的加工提供了良好的内在的组织结构，能有效地克服铸造裂纹，改善铸件外观，减小铸。
钛硼晶粒细化剂的制备方法中，按原料分为氧化物法、氟盐法、纯钛颗粒法等，目前，最广泛和有效的方法为氟盐法，即利用氟钛酸钾和氟硼酸钾通过铝热反应制造出铝钛硼合金，此方法生产的铝钛硼合金其细化效果强且十分稳定，其缺点是由于在合金化过程中产生的副产物氟铝酸钾盐以及反应所带入的金属化合物杂质以及熔盐对耐火材料的腐蚀带入的夹杂物，很难从铝钛硼合金中有效的彻底去除，导致这些杂质随细化剂而带入被细化的合金当中去，减弱了铝合金细化效果，同时低熔点盐类杂质的存在。
专利号为CN 102031403 A的发明专利中，提到了一种高洁净度铝钛硼合金细化的制造方法，包括以下步骤：1）将铝锭熔化加入氟钛酸钾和氟硼酸钾合金化；2）倾倒出浮于铝液表面的反应副产物，并用氧化铝粉中和；3）提升铝液温度，撒上氧化铝粉层；4）用管通氩气或氮气，使铝液中包裹的残渣液浮出，并被中和；5）利用小气泡旋转除气精炼技术处理后测量其含氢量；6）在800℃以上的热状态下，撒上特殊高温防氧化覆盖剂层；7）将提升铝液温度，将铝液导入装有氧化铝陶瓷过滤器的过滤箱体，对合金铝液进行在线过滤处理；8）最后降低铝液温度，撇除浮渣，浇铸成型生产成铝钛硼丝。该方法能够有效分离出铝钛硼合金液中的氟化盐和其它夹杂物，使得铝钛硼合金细化剂中杂质减少、洁净度大幅度提高；其缺点为，出炉量低，且由于特殊高温防氧化覆盖剂层的在除气之后进行添加，金液在前序步骤中就会被氧化或吸入气体，使得材料出现气孔或疏松的现象，降低了材料的延伸率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种避免材料出现气孔或疏松现象，提高材料延伸率且出炉量高的铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法，其创新点在于：所述铝钛硼丝晶粒细化剂采用熔炼后连续铸轧的方式，具体步骤如下：
(1)熔化：将99.7%的纯铝锭加入坩埚炉内熔化成铝液并加热，加热2-3小时，使铝液温度达到870-900℃；
(2)合金化：在步骤(1)中铝液加热的过程中向铝液中加入配料，首先向铝液中加氯化钾，使其熔化后覆盖铝液表面；然后在铝液温度达到850-900℃时，向铝液中加入氟硼酸钾，使其混合均匀，再向铝液加入氟钛酸钾，升温搅拌完全反应后得到合金铝液，并将合金铝液表面的熔渣舀去，完成一次除渣；
(3)搅拌脱气除渣：将步骤(2)中制得的合金铝液转入工频无芯电保温炉内搅拌脱气，搅拌温度750-900℃，搅拌时间25-30min，搅拌功率>1.4Kw，搅拌时，向搅拌管内通入氩气，让合金铝液从下至上连续翻滚，使得合金铝液中的气体和残渣液浮出，静置5-8min后进行捞渣操作，如此从而完成脱气与二次除渣；
(4)浇铸连轧：浇铸前对模具进行清洁和刷涂料，对模具进行预热，使模具温度达到100-250℃，然后将步骤(3)中除渣后的铝液传输至模具中，传输时首先经过流槽过滤，调节流量后上浇煲至模具内浇铸，然后下浇煲经过结晶轮型腔后冷却结晶，最后将冷却结晶的坯料通过连轧机连轧后收线得到铝钛硼丝。
进一步地，所述纯铝锭、氟硼酸钾、氟钛酸钾以及氯化钾的重量比为40-41︰5-6︰12-13︰1-2。
本发明的优点在于：
本发明铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法，在铝锭熔化后，首相向铝液中加入氯化钾，从而避免铝液被氧化或吸入气体而出现气孔或疏松的现象，提高了铝钛硼丝的延伸率；同时通过一次与二次除渣有效去除出铝钛硼合金液中的氟化盐和其它夹杂物，提高了铝钛硼丝的洁净度；除此之外本发明的制备方法中，纯铝锭、氟硼酸钾、氟钛酸钾以及氯化钾的重量比设置为40-41︰5-6︰12-13︰1-2，在保证高出炉量与产品的金向值，使得600Kg的铝锭产出650Kg的铝钛硼丝。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。
实施例1
一种铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法，铝钛硼丝晶粒细化剂采用熔炼后连续铸轧的方式，具体步骤如下：
(1)材料：纯铝锭600kg、氟硼酸钾79kg、氟钛酸钾168kg、氯化钾15kg；
(2)熔化：将99.7%的纯铝锭加入坩埚炉内熔化成铝液并加热，加热2小时，使铝液温度达到870-900℃；
(3)合金化：在步骤(1)中铝液加热的过程中向铝液中加入配料，首先向铝液中加氯化钾，使其熔化后覆盖铝液表面；然后在铝液温度达到850-900℃时，向铝液中加入氟硼酸钾，使其混合均匀，再向铝液加入氟钛酸钾，升温搅拌完全反应后得到合金铝液，并将合金铝液表面的熔渣舀去，完成一次除渣；
(4)搅拌脱气除渣：将步骤(2)中制得的合金铝液转入工频无芯电保温炉内搅拌脱气，搅拌温度750-900℃，搅拌时间26min，搅拌功率>1.4Kw,搅拌时，向搅拌管内通入氩气，让合金铝液从下至上连续翻滚，使得合金铝液中的气体和残渣液浮出，静置6min后进行捞渣操作，如此从而完成脱气与二次除渣；
(5)浇铸连轧：浇铸前对模具进行清洁和刷涂料，对模具进行预热，使模具温度达到100-250℃，然后将步骤(3)中除渣后的铝液传输至模具中，传输时首先经过流槽过滤，调节流量后上浇煲至模具内浇铸，然后下浇煲经过结晶轮型腔后冷却结晶，最后将冷却结晶的坯料通过连轧机连轧后收线得到铝钛硼丝。
本实施例得到的铝钛硼丝无气孔，组织结构密室，料洁净度高，出炉量达到为650kg，Ti含量达到5%，B含量达到1%，产品细化效果好。
实施例2
一种铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法，铝钛硼丝晶粒细化剂采用熔炼后连续铸轧的方式，具体步骤如下：
(1)材料：纯铝锭640kg、氟硼酸钾84kg、氟钛酸钾180kg、氯化钾16kg；
(2)熔化：将99.7%的纯铝锭加入坩埚炉内熔化成铝液并加热，加热2.5小时，使铝液温度达到870-900℃；
(3)合金化：在步骤(1)中铝液加热的过程中向铝液中加入配料，首先向铝液中加氯化钾，使其熔化后覆盖铝液表面；然后在铝液温度达到850-900℃时，向铝液中加入氟硼酸钾，使其混合均匀，再向铝液加入氟钛酸钾，升温搅拌完全反应后得到合金铝液，并将合金铝液表面的熔渣舀去，完成一次除渣；
(4)搅拌脱气除渣：将步骤(2)中制得的合金铝液转入工频无芯电保温炉内搅拌脱气，搅拌温度750-900℃，搅拌时间26min，搅拌功率>1.4Kw，搅拌时，向搅拌管内通入氩气，让合金铝液从下至上连续翻滚，使得合金铝液中的气体和残渣液浮出，静置8min后进行捞渣操作，如此从而完成脱气与二次除渣；
(5)浇铸连轧：浇铸前对模具进行清洁和刷涂料，对模具进行预热，使模具温度达到100-250℃，然后将步骤(3)中除渣后的铝液传输至模具中，传输时首先经过流槽过滤，调节流量后上浇煲至模具内浇铸，然后下浇煲经过结晶轮型腔后冷却结晶，最后将冷却结晶的坯料通过连轧机连轧后收线得到铝钛硼丝。
本实施例得到的铝钛硼丝无气孔，组织结构密室，料洁净度高，出炉量达到为700kg，Ti含量达到5%，B含量达到1%，产品细化效果好。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法，其特征在于：所述铝钛硼丝晶粒细化剂采用熔炼后连续铸轧的方式，具体步骤如下：
(1)熔化：将99.7%的纯铝锭加入坩埚炉内熔化成铝液并加热，加热2-3小时，使铝液温度达到870-900℃；
(2)合金化：在步骤(1)中铝液加热的过程中向铝液中加入配料，首先向铝液中加氯化钾，使其熔化后覆盖铝液表面；然后在铝液温度达到850-900℃时，向铝液中加入氟硼酸钾，使其混合均匀，再向铝液加入氟钛酸钾，升温搅拌完全反应后得到合金铝液，并将合金铝液表面的熔渣舀去，完成一次除渣；
(3)搅拌脱气除渣：将步骤(2)中制得的合金铝液转入工频无芯电保温炉内搅拌脱气，搅拌温度750-900℃，搅拌时间25-30min，搅拌功率>1.4kW,搅拌时，向搅拌管内通入氩气，让合金铝液从下至上连续翻滚，使得合金铝液中的气体和残渣液浮出，静置5-8min后进行捞渣操作，如此从而完成脱气与二次除渣；
(4)浇铸连轧：浇铸前对模具进行清洁和刷涂料，对模具进行预热，使模具温度达到100-250℃，然后将步骤(3)中除渣后的铝液传输至模具中，传输时首先经过流槽过滤，调节流量后上浇煲至模具内浇铸，然后下浇煲经过结晶轮型腔后冷却结晶，最后将冷却结晶的坯料通过连轧机连轧后收线得到铝钛硼丝。
2.根据权利要求1所述的铝钛硼丝晶粒细化剂的制备方法，其特征在于：所述纯铝锭、氟硼酸钾、氟钛酸钾以及氯化钾的重量比为40-41:5-6:12-13:1-2。
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2015
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