Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

EP1242641B1 - Verfahren zur herstellung einer aluminium-titan-bor-vorlegierung als kornfeinungsmittel - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer aluminium-titan-bor-vorlegierung als kornfeinungsmittel Download PDF

Info

Publication number
EP1242641B1
EP1242641B1 EP00983193A EP00983193A EP1242641B1 EP 1242641 B1 EP1242641 B1 EP 1242641B1 EP 00983193 A EP00983193 A EP 00983193A EP 00983193 A EP00983193 A EP 00983193A EP 1242641 B1 EP1242641 B1 EP 1242641B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
prealloy
melt
particles
al3ti
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00983193A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1242641A1 (de
Inventor
Walter Hotz
Heinrich Homberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3A Composites International AG
Original Assignee
Alcan Technology and Management Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcan Technology and Management Ltd filed Critical Alcan Technology and Management Ltd
Priority to EP00983193A priority Critical patent/EP1242641B1/de
Publication of EP1242641A1 publication Critical patent/EP1242641A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1242641B1 publication Critical patent/EP1242641B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a grain refining agent according to the preamble of claim 1.
  • EP-A-0396389 describes a process for the continuous production of a Al-Ti-B grain refining alloy discloses, in which Ti and B-containing starting materials added to a molten aluminum reaction zone are, the melt being stirred in the reaction zone. A mixture the alloy formed becomes continuous together with the reaction products fed to a cleaning zone in which the slag with reaction products is collected on the surface of the melt and removed. The grain refining alloy formed is continuously removed from the cleaning station led to a casting station, in which the melt continuously is cast in one strand.
  • the cast strand can either directly have the desired strand or wire thickness, or it can be further Processing by rolling or extrusion to the desired grain refining material are processed.
  • the TiB 2 particles in the Al-Ti-B grain refining agents known today have a strong tendency to form agglomerates. This results in a reduced effect of the grain refining agent. Further disadvantages result from agglomerates and inclusions, which can lead to errors in the end product. Examples include gray lines, holes, material separations and stringers.
  • agglomerates occur preferentially on low-melting salts such as KF and NaCl as well as on oxide skins and can thereby further increase. As such, the agglomerates are "soft", can force themselves through filters and as such end up in a cast strand.
  • the invention is therefore based on the object of providing a process for producing an Al-Ti-B grain refining agent with which the formation of agglomerates of TiB 2 particles can be largely prevented and existing agglomerates can be deagglomerated.
  • cavitation ie the formation of bubbles
  • the implosion of which generates shock waves leads to the deagglomeration of agglomerated TiB 2 particles.
  • the latter methods include, for example, ultrasound treatment and vibration using a magnetostrictive resonator.
  • the grain refining agent produced by the process according to the invention brings about an improved and more homogeneous effect of the refining agent, particularly in the case of grain refinement of casting formats made of aluminum alloys, by a more homogeneous distribution of the individual TiB 2 particles, a better coating of the TiB 2 particles with Al 3 Ti phase and one Reduction or dispersion of any salts and oxide inclusions still present in the grain refining agent.
  • the master alloy is preferably set in motion before the liquidus temperature of the Al 3 Ti phase is undershot.
  • the effect of the grain refining agent produced according to the invention is shown by the fact that the individual, approximately 0.5 to 5 ⁇ m large TiB 2 particles have an excellent germination effect as a result of a coating formed from a thin Al 3 Ti layer and the particles are isolated and not as agglomerates act so that a comparable grain refinement can be achieved with a considerably smaller amount of grain refining agent than with grain refining agents according to the prior art.
  • the liquidus temperature of the Al 3 Ti phase is dropped below prematurely. This is especially the case when a master alloy with a high Ti content and a correspondingly higher liquidus temperature is produced or when a master alloy that has already solidified is assumed.
  • By heating the melt again above the liquidus temperature already precipitated Al 3 Ti particles can be completely dissolved again. This process typically takes 5 to 60 minutes, depending on the size of the Al 3 Ti particles.
  • the Ultrasonic movement of the melt with a frequency of 10 to 50 kHz generated.
  • the second cooling rate is preferably greater than 2 ° C./sec, in particular greater than 5 ° C / sec.
  • the master alloy melt can be cast into any format. However, preference is given to casting by vertical or horizontal continuous casting continuously produced strand. This strand can either already in the format of the rod or Cast wire material or in a further operation by rolling or presses to be processed into bar or wire material. Vertically cast, large-sized strands are mainly processed by extrusion. Horizontal continuous casting of formats is preferred relatively small diameter because this process is continuous Manufacturing allowed. The horizontally cast continuous casting formats are preferably by rolling to the desired bar or wire material processed.
  • a master alloy produced using the method according to the invention has a composition whose total titanium content exceeds the stoichiometric ratio of TiB 2 .
  • a preferred alloy used contains titanium and boron in a weight ratio of 5: 2 to 10: 1.
  • the process is suitable for producing master alloys with 0.15 to 20% by weight of titanium and 0.01 to 4% by weight of boron, it has proven to be advantageous if the master alloy contains 0.3 to 5, preferably 0.5 to 2,% by weight. % Ti and 0.02 to 1, preferably 0.05 to 0.5 wt .-% B contains.
  • the method according to the invention is particularly suitable for production of grain refining agents for the grain refining of aluminum and aluminum alloys.
  • FIG. 1 This is schematic in the Al-Ti equilibrium diagram shown in FIG. 1 Process flow shown for the production of an Al-Ti-B master alloy drawn in for grain refinement of aluminum alloys.
  • the illustration A of the alloy phases to the left of the 0.5% Ti line shows the processes during the preparation of an already solidified master alloy, the illustration B to the right of the 0.5% Ti line shows the processes during the solidification of the master alloy.
  • the master alloy melt contains TiB 2 particles in partially agglomerated form. Even before the liquidus temperature T L Al3Ti is undershot and shortly before the solidus temperature T s v of the pre-alloy of the Al 3 Ti phase is reached, the partially agglomerated TiB 2 particles are deagglomerated by a strong melt movement using ultrasound treatment at a frequency of, for example, 25 kHz and distributed homogeneously. Simultaneous controlled cooling with a first cooling rate v 1 of, for example, 0.5 ° C./sec, causes the deposition of a thin layer of the Al 3 Ti phase on the parallel surfaces of the TiB 2 particles and at the same time the formation of coarse-grained Al 3 Ti particles prevented.
  • a first cooling rate v 1 of, for example, 0.5 ° C./sec
  • a system 10 shown in FIG. 2 for producing an Al-Ti-B master alloy for grain refining of aluminum alloys comprises a reaction vessel 12 with an inlet channel 14 in its upper region and an outlet channel 16 in its lower region.
  • the reaction vessel 12 is surrounded by an induction motor 18 as an electromagnetic stirring device, with which the aluminum melt 20 located in the reaction vessel 12 is stirred vigorously to form a vortex 22.
  • Salts containing Ti and B, such as K 2 TiF 6 and KBF 4 are guided in the direction of arrow 24 into the vortex 22, which draws the salts into the aluminum melt 20.
  • the aluminum melt 20 with the reaction products is shown below through the outlet duct 16 via a further inlet duct 26 into the upper one Area of an aftertreatment boiler 28 out.
  • Another electromagnetic Stirring device 30 in the lower area of the aftertreatment boiler 28 leads to a lower turbulent zone 32 and an upper calm Zone 34.
  • the slag 36 formed by reaction products is over the removal opening 38 is removed from the aftertreatment boiler 28.
  • the cleaned aluminum melt 20 with the elements titanium and boron contained therein is fed as a pre-alloy in the lower region of the aftertreatment boiler 28 via a casting trough 38 to a mold, not shown in the drawing, of a horizontal continuous casting machine.
  • Two ultrasonic transmitters 40, 42 are arranged in the region of the casting trough 38, the sonotrodes 44, 46 of which immerse in the melt.
  • An induction heater 48 arranged below the casting trough 38 serves to heat the melt if its temperature should have already dropped below the liquidus temperature T L Al3Ti of the Al 3 Ti phase when the melt flows from the aftertreatment boiler 28 into the casting trough 38.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Kornfeinungsmittels auf der Basis einer Aluminium-Titan-Bor-Vorlegierung werden Ti- und B-haltige Ausgangsmaterialien in eine Aluminiumschmelze unter Bildung von TiB2-Partikeln eingebracht und diese Vorlegierungsschmelze erstarren gelassen. Die Vorlegierung wird zwischen der Liquidustemperatur (TLAl3Ti) der Al3Ti-Phase und der Solidustemperatur (TVS) der Vorlegierung während einer zur Dispergierung der TiB¿2?-Partikel in der Schmelze ausreichenden Zeitdauer (Δtd) in Bewegung versetzt und gleichzeitig mit einer ersten Abkühlungsgeschwindigkeit (v1) abgekühlt, so dass die TiB2-Partikel als Keime für die unterhalb der Liquidustemperatur (T?L¿Al3Ti) entstehende Al3Ti-Phase wirken und die Oberfläche der TiB2-Partikel zumindest teilweise mit einem Überzug aus Al3Ti bedeckt werden. Die Vorlegierung wird nachfolgend mit einer gegenüber der ersten Abkühlungsgeschwindigkeit (v1) höheren zweiten Abkühlungsgeschwindigkeit (v2) unter die Solidustemperatur (TSV) der Vorlegierung abgekühlt. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Kornfeinungsmitteln für die Kornfeinung von Aluminium und Aluminiumlegierungen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kornfeinungsmittels nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
In der EP-A-0396389 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Al-Ti-B-Kornfeinungslegierung offenbart, bei welchem Ti- und B-haltige Ausgangsmaterialien in einer Reaktionszone einer Aluminiumschmelze zugegeben werden, wobei die Schmelze in der Reaktionszone gerührt wird. Eine Mischung der gebildeten Legierung wird zusammen mit den Reaktionsprodukten kontinuierlich einer Reinigungszone zugeführt, in welcher die Schlacke mit Reaktionsprodukten an der Oberfläche der Schmelze gesammelt und abgeführt wird. Die gebildete Kornfeinungslegierung wird kontinuierlich von der Reinigungsstation zu einer Giessstation geführt, in welcher die Schmelze kontinuierlich zu einem Strang vergossen wird. Der gegossene Strang kann entweder direkt die gewünschte Strang- oder Drahtdicke aufweisen, oder er kann durch weitere Bearbeitung durch Walzen oder Strangpressen zum gewünschten Kornfeinungsmaterial verarbeitet werden.
In dem Artikel von P. Schumacher et al, New studies of nucleation mechanisms in aluminium alloys: implications for grain refinement practice, Materials Science and Technology, May 1998, Vol. 14, Seiten 394 bis 404, ist eine plausible Theorie zum Ablauf der Vorgänge bei der Kornfeinung von Aluminiumlegierungen durch Zugabe einer Al-Ti-B-Vorlegierung der beispielsweisen Zusammensetzung AlTi5B1 bekannt. Nach dieser Theorie ergeben sich die besten Kornfeinungsergebnisse dann, wenn die in der Aluminiumschmelze unlöslichen TiB2-Partikel an deren Oberfläche zumindest teilweise mit einer Schicht aus Al3Ti-Phase belegt sind. Die Keimbildung der α-Aluminium-Phase erfolgt an den Al3Ti-Schichten, deren Wirkung mit abnehmender Schichtdicke zunimmt.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der US-A-3 785 807 bekannt.
Die TiB2-Partikel in den heute bekannten Al-Ti-B-Kornfeinungsmitteln neigen stark zur Bildung Agglomeraten. Dadurch ergibt sich eine verminderte Wirkung des Kornfeinungsmittels. Weitere Nachteile ergeben sich durch Agglomerate und Einschlüsse, die zu Fehlern im Endprodukt führen können. Beispiele hierfür sind Grauzeilen, Löcher, Materialtrennungen und Stringers. Zudem treten Agglomerate bevorzugt an niedrig schmelzenden Salzen wie beispielsweise KF und NaCl sowie an Oxidhäuten auf und können sich dadurch weiter vergrössem. Die Agglomerate sind als solche "weich", können sich durch Filter zwängen und gelangen als solche in einen gegossenen Strang.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Al-Ti-B-Kornfeinungsmittels bereitzustellen, mit welchem die Bildung von Agglomeraten von TiB2-Partikeln weitgehend unterbunden werden kann und bereits vorhandene Agglomerate deagglomeriert werden können.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale von Anspruch 1.
Die Erzeugung von Kavitation, d.h. die Bildung von Blasen, deren Implosion Schockwellen erzeugt führt zur Deagglomerierung agglomerierter TiB2 Partikel. Zu den letztgenannten Verfahren gehören beispielsweise die Ultraschallbehandlung sowie die Vibration mittels eines magnetostriktiven Resonators.
Das mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Kornfeinungsmittel bewirkt insbesondere bei der Kornfeinung von Gussformaten aus Aluminiumlegierungen eine verbesserte und homogenere Wirkung des Komfeinungsmittels durch eine homogenere Verteilung der einzelnen TiB2-Partikel, eine bessere Beschichtung der TiB2-Partikel mit Al3Ti-Phase sowie eine Verminderung oder Dispergierung allenfalls noch vorhandener Salze und Oxideinschlüsse im Kornfeinungsmittel.
Bevorzugt wird die Vorlegierung bereits vor dem Unterschreiten der Liquidustemperatur der Al3Ti-Phase in Bewegung versetzt.
Die Wirkung des erfindungsgemäss hergestellten Kornfeinungsmittels zeigt sich dadurch, dass die vereinzelten, etwa 0.5 bis 5 µm grossen TiB2-Partikel als Folge eines sich bildenden Überzuges aus einer dünnen Al3Ti-Schicht eine ausgezeichnete Keimwirkung zeigen und die Partikel vereinzelt und nicht als Agglomerate wirken, so dass eine vergleichbare Kornfeinung mit einer erheblich kleineren Menge an Kornfeinungsmittel erzielt werden kann als mit Kornfeinungsmitteln nach dem Stand der Technik. In der Praxis bedeutet dies, dass die Kornfeinungsmittel in wesentlich verdünnterer Form hergestellt werden können, was die Neigung der TiB2-Partikel zur Agglomeratbildung zusätzlich weiter vermindert.
Je nach Konstellation der zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eingesetzten Vorrichtung kann es vorkommen, dass die Liquidustemperatur der Al3Ti-Phase vorzeitig unterschritten wird. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn eine Vorlegierung mit einem hohen Ti-Gehalt und entsprechend erhöhter Liquidustemperatur hergestellt oder wenn von einer bereits erstarrten Vorlegierung ausgegangen wird. Durch erneutes Aufheizen der Schmelze über die Liquidustemperatur können bereits ausgeschiedene Al3Ti-Partikel wieder vollständig in Lösung gebracht werden. Dieser Vorgang benötigt typischerweise 5 bis 60 min, je nach Grösse der Al3Ti-Partikel.
Bei einem bevorzugten erfindungsgemässen Verfahren wird die Bewegung der Schmelze mittels Ultraschall mit einer Frequenz von 10 bis 50 kHz erzeugt.
Die zweite Abkühlungsgeschwindigkeit ist bevorzugt grösser als 2°C/sec, insbesondere grösser als 5°C/sec.
Die Vorlegierungsschmelze kann zu irgendeinem Format vergossen werden. Bevorzugt wird jedoch ein zweckmässigerweise durch Vertikal- oder Horizontalstranggiessen kontinuierlich hergestellter Strang. Dieser Strang kann entweder bereits im Format des als Kornfeinungsmittel gewünschten Stangen- oder Drahtmaterials gegossen oder in einem weiteren Arbeitsgang durch Walzen oder Pressen zu Stangen- oder Drahtmaterial verarbeitet werden. Vertikal gegossene, grossformatige Stränge werden vor allem durch Strangpressen weiterverarbeitet. Bevorzugt wird das Horizontalstranggiessen von Formaten mit verhältnismässig kleinem Durchmesser, da dieses Verfahren eine kontinuierliche Herstellung erlaubt. Die horizontal gegossenen Stranggiessformate werden bevorzugt durch Walzen zum gewünschten Stangen- oder Drahtmaterial verarbeitet.
Eine mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Vorlegierung weist eine Zusammensetzung auf, deren Gesamtgehalt an Titan das stöchimetrische Verhältnis von TiB2 übersteigt. Eine bevorzugt eingesetzte Vorlegierung enthält Titan und Bor im Gewichtsverhältnis 5:2 bis 10:1. Obschon sich das Verfahren zur Herstellung von Vorlegierungen mit 0.15 bis zu 20 Gew.-% Titan und 0.01 bis 4 Gew.-% Bor eignet, hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Vorlegierung 0.3 bis 5, vorzugsweise 0.5 bis 2 Gew.-% Ti und 0.02 bis 1, vorzugsweise 0.05 bis 0.5 Gew.-% B enthält.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Kornfeinungsmitteln für die Kornfeinung von Aluminium und Aluminiumlegierungen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt schematisch in
  • Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem Al-Ti-Gleichgewichtsdiagramm;
  • Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Anlage zur Herstellung einer Al-Ti-B-Vorlegierung.
In dem in Fig. 1 dargestellten Al-Ti-Gleichgewichtsdiagramm ist der schematisch dargestellte Verfahrensablauf zur Herstellung einer Al-Ti-B-Vorlegierung zur Kornfeinung von Aluminiumlegierungen eingezeichnet.
Eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Vorlegierung mit einer Zusammensetzung entsprechend AlTi0.7B0.1, die etwa 0.5% nicht an Bor gebundenes Titan enthält, weist eine Ausgangstemperatur von etwa 840°C auf und liegt somit über der für diese Legierungszusammensetzung etwa bei 800°C liegenden Liquidustemperatur TL Al3Ti der Al3Ti-Phase. Die bildliche Darstellung A der Legierungsphasen links von der 0.5% Ti-Linie zeigt die Vorgänge bei der Aufbereitung einer bereits erstarrten Vorlegierung, die Darstellung B rechts von der 0.5%Ti-Linie die Vorgänge während der Erstarrung der Vorlegierung.
Die Vorlegierungsschmelze enthält TiB2-Partikel in teilweise agglomerierter Form. Bereits vor dem Unterschreiten der Liquidustemperatur TL Al3Ti und bis kurz vor dem Unterschreiten der Solidustemperatur Ts v der Vorlegierung der Al3Ti-Phase werden die teilweise agglomerierten TiB2-Partikel durch eine starke Schmelzebewegung mittels Ultraschallbehandlung bei einer Frequenz von beispielsweise 25 kHz deagglomeriert und homogen verteilt. Durch gleichzeitiges kontrolliertes Abkühlen mit einer ersten Abkühlgeschwindigkeit v1 von z.B. 0.5°C/sec wird die Abscheidung einer dünnen Schicht der Al3Ti-Phase auf den parallelen Oberflächen der TiB2-Partikel bewirkt und gleichzeitig die Bildung von grobkörnigen Al3Ti-Partikeln verhindert. Bei der nachfolgenden starken Abkühlung mit einer gegenüber der ersten Abkühlungsgeschwindigkeit v1 höheren zweiten Abkühlungsgeschwindigkeit v2 von beispielsweise 10°C/sec unter die Solidustemperatur TS V der Vorlegierung wird sichergestellt, dass sich die Al3Ti-Schicht auf den TiB2-Partikeln nicht vollständig auflöst und auch keine weitere Bildung bzw. Vergröberung von Al3Ti-Partikeln eintritt.
Eine in Fig. 2 gezeigte Anlage 10 zur Herstellung einer Al-Ti-B-Vorlegierung zum Kornfeinen von Aluminiumlegierungen umfasst einen Reaktionskessel 12 mit einem Einlasskanal 14 in dessen oberem Bereich und einem Auslasskanal 16 in dessen unterem Bereich. Der Reaktionskessel 12 ist umgeben von einem Induktionsmotor 18 als elektromagnetische Rühreinrichtung, mit der die sich im Reaktionskessel 12 befindende Aluminiumschmelze 20 unter Bildung eines Vortex 22 stark gerührt wird. Ti- und B-haltige Salze wie z.B. K2TiF6 und KBF4 werden in Pfeilrichtung 24 in den Vortex 22 geführt, welcher die Salze in die Aluminiumschmelze 20 hineinzieht.
Die Aluminiumschmelze 20 mit den Reaktionsprodukten wird nachfolgend durch den Auslasskanal 16 über einen weiteren Einlasskanal 26 in den oberen Bereich eines Nachbehandlungskessels 28 geführt. Eine weitere elektromagnetische Rühreinrichtung 30 im unteren Bereich des Nachbehandlungskessels 28 führt zu einer unteren turbulenten Zone 32 und einer oberen beruhigten Zone 34. Die durch Reaktionsprodukte gebildete Schlacke 36 wird über die Entnahmeöffnung 38 aus dem Nachbehandlungskessel 28 entfernt.
Die gereinigte Aluminiumschmelze 20 mit den darin enthaltenen Elementen Titan und Bor wird als Vorlegierung im unteren Bereich des Nachbehandlungskessels 28 über eine Giessrinne 38 einer in der Zeichnung nicht gezeigten Kokille einer Horizontalstranggiessmaschine zugeführt. Im Bereich der Giessrinne 38 sind zwei Ultraschallgeber 40, 42 angeordnete, deren Sonotroden 44, 46 in die Schmelze eintauchen. Eine Unterhalb der Giessrinne 38 angeordnete Induktionsheizung 48 dient zum Aufheizen der Schmelze, falls deren Temperatur beim Einlauf der Schmelze vom Nachbehandlungskessel 28 in die Giessrinne 38 bereits unter die Liquidustemperatur TL Al3Ti der Al3Ti-Phase gefallen sein sollte.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Kornfeinungsmittels auf der Basis einer Aluminium-Titan-Bor-Vorlegierung durch Einbringen von Ti- und B-haltigen Ausgangsmaterialien in eine Aluminiumschmelze unter Bildung von TiB2-Partikeln, bei welchem Verfahren die TiB2-Partikel als Keime für die unterhalb der Liquidustemperatur (TL Al3Ti) der Al3Ti-Phase entstehende Al3Ti-Phase wirken und die Oberfläche der TiB2-Partikel zumindest teilweise mit einem Überzug aus Al3Ti bedeckt werden, und Erstarrenlassen dieser Vorlegierungsschmelze,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorlegierung zwischen der Liquidustemperatur (TL Al3Ti) der Al3Ti-Phase und der Solidustemperatur (Ts v) der Vorlegierung zur Dispergierung der TiB2-Partikel in der Schmelze zur Erzeugung von Kavitation durch Vibrieren mit einer Frequenz von 50 Hz bis 50 kHz in Bewegung versetzt, gleichzeitig mit einer ersten Abkühlungsgeschwindigkeit (v1) und nachfolgend mit einer gegenüber der ersten Abkühlungsgeschwindigkeit (v1) höheren Abkühlungsgeschwindigkeit (v2) mit mehr als 1°C/sec unter die Solidustemperatur (TS V) der Vorlegierung abgekühlt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlegierung vor dem Unterschreiten der Liquidustemperatur (TL Al3Ti) der Al3Ti-Phase in Bewegung versetzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorzeitigem Unterschreiten der Liquidustemperatur (TL Al3Ti) bzw. bei bereits erfolgter Erstarrung die Vorlegierung bis zum vollständigen Lösen bereits ausgeschiedener Al3Ti-Partikel in der Schmelze über die Liquidustemperatur ((TL Al3Ti) aufgeheizt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet, dass die Bewegung der Schmelze mittels eines magnetostriktiven Resonators oder mittels Ultraschall Resonators erzeugt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abkühlungsgeschwindigkeit (v2) grösser ist als 2°C/sec, insbesondere grösser als 5°C/sec.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlegierungsschmelze zu einem Strang vergossen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein kontinuierlicher Strang, vorzugsweise durch Horizontalstranggiessen, hergestellt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang weiter zu Kornfeinungsstangen oder -draht gezogen wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlegierung eine Zusammensetzung aufweist, deren Gesamtgehalt an Titan das stöchiometrische Verhältnis von TiB2 übersteigt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlegierung Ti und B im Gewichtsverhältnis 5:2 bis 10:1 enthält.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlegierung 0.05 bis 20, vorzugsweise 0.1 bis 5, insbesondere 0.5 bis 2 Gew.-% Ti und 0.01 bis 4, vorzugsweise 0.02 bis 1, insbesondere 0.05 bis 0.5 Gew.-% B enthält.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Vorlegierung Kornfeinungsmittel für die Kornfeinung von Aluminium und Aluminiumlegierungen hergestellt werden.
EP00983193A 1999-12-10 2000-11-30 Verfahren zur herstellung einer aluminium-titan-bor-vorlegierung als kornfeinungsmittel Expired - Lifetime EP1242641B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00983193A EP1242641B1 (de) 1999-12-10 2000-11-30 Verfahren zur herstellung einer aluminium-titan-bor-vorlegierung als kornfeinungsmittel

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99811137A EP1114875A1 (de) 1999-12-10 1999-12-10 Verfahren zur Herstellung einer Aluminium-Titan-Bor-Vorlegierung als Kornfeinungsmittel
EP99811137 1999-12-10
PCT/EP2000/012015 WO2001042521A1 (de) 1999-12-10 2000-11-30 Verfahren zur herstellung einer aluminium-titan-bor-vorlegierung als kornfeinungsmittel
EP00983193A EP1242641B1 (de) 1999-12-10 2000-11-30 Verfahren zur herstellung einer aluminium-titan-bor-vorlegierung als kornfeinungsmittel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1242641A1 EP1242641A1 (de) 2002-09-25
EP1242641B1 true EP1242641B1 (de) 2004-02-18

Family

ID=8243179

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99811137A Withdrawn EP1114875A1 (de) 1999-12-10 1999-12-10 Verfahren zur Herstellung einer Aluminium-Titan-Bor-Vorlegierung als Kornfeinungsmittel
EP00983193A Expired - Lifetime EP1242641B1 (de) 1999-12-10 2000-11-30 Verfahren zur herstellung einer aluminium-titan-bor-vorlegierung als kornfeinungsmittel

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99811137A Withdrawn EP1114875A1 (de) 1999-12-10 1999-12-10 Verfahren zur Herstellung einer Aluminium-Titan-Bor-Vorlegierung als Kornfeinungsmittel

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20030075020A1 (de)
EP (2) EP1114875A1 (de)
CA (1) CA2394485A1 (de)
DE (1) DE50005366D1 (de)
WO (1) WO2001042521A1 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TR200504376A2 (tr) * 2005-11-02 2008-05-21 T�B�Tak-T�Rk�Ye B�L�Msel Ve Tekn�K Ara�Tirma Kurumu Tane küçültücü ön alaşım üretmek için bir proses
CN101768708B (zh) * 2010-02-05 2012-05-23 深圳市新星轻合金材料股份有限公司 通过控制压缩比来控制铝钛硼合金晶粒细化能力的变化量的方法
CN105671350A (zh) * 2015-03-19 2016-06-15 中信戴卡股份有限公司 一种铝合金细化剂、其制备方法及用途
EP3162460A1 (de) 2015-11-02 2017-05-03 Mubea Performance Wheels GmbH Leichtmetallgussbauteil und verfahren zum herstellen eines leichtmetallgussbauteils
RU2625375C2 (ru) * 2015-12-03 2017-07-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) Способ получения композиционных сплавов и установка для его осуществления
CN107377914A (zh) * 2017-08-04 2017-11-24 江西金世纪特种焊接材料有限公司 一种铝合金焊接材料熔炼连铸设备
FR3082763A1 (fr) * 2018-06-25 2019-12-27 C-Tec Constellium Technology Center Procede de fabrication d une piece en alliage d aluminium
CN109371277A (zh) * 2018-12-11 2019-02-22 徐州宁铝业科技有限公司 一种用于铝合金熔炼的精炼剂及制备方法
CN110157935B (zh) * 2019-06-28 2021-05-07 上海大学 铸造铝硅合金用Al-V-B细化剂、其制备方法及应用
CN110195168B (zh) * 2019-07-12 2021-01-01 东北大学 一种铝-钛-硼细化剂板的制备工艺
CN114959348B (zh) * 2022-06-09 2023-12-05 上海大学 一种高分散度Al-xMB2细化剂的制备方法和应用方法
CN115558821B (zh) * 2022-12-06 2023-03-10 北京航空航天大学 一种实现TiB2尺寸可控的Al-Ti-B细化剂制备方法
CN115976373B (zh) * 2022-12-30 2024-09-06 中山瑞泰铝业有限公司 一种铝合金材料的加工工艺及其应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE349331B (de) * 1970-04-28 1972-09-25 Svenska Aluminiumkompaniet Ab
US4612073A (en) * 1984-08-02 1986-09-16 Cabot Corporation Aluminum grain refiner containing duplex crystals
US5230754A (en) * 1991-03-04 1993-07-27 Kb Alloys, Inc. Aluminum master alloys containing strontium, boron, and silicon for grain refining and modifying aluminum alloys

Also Published As

Publication number Publication date
CA2394485A1 (en) 2001-06-14
EP1242641A1 (de) 2002-09-25
DE50005366D1 (de) 2004-03-25
US20030075020A1 (en) 2003-04-24
EP1114875A1 (de) 2001-07-11
WO2001042521A8 (de) 2001-07-12
WO2001042521A1 (de) 2001-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2119516C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Vorlegierung, die einer Aluminiumschmelze zum Zweck der Kornfeinung zugesetzt wird
EP1242641B1 (de) Verfahren zur herstellung einer aluminium-titan-bor-vorlegierung als kornfeinungsmittel
DE3883087T2 (de) Aluminiumverbundlegierungen.
DE69610132T2 (de) Druckgussverfahren
DE69705917T2 (de) Verfahren zum Formen halbfester Metalle
DE69502867T2 (de) Hochfeste Aluminiumlegierung
DE602004010459T2 (de) Verfahren zur Herstellung von mit Nanopartikeln verstärkten Materialien sowie hergestellte Formkörper
DE69221117T2 (de) Verfahren zur herstellung einer giessbaren aluminium-basis-verbundlegierung
DE2853202A1 (de) Verbessertes verfahren zur herstellung thixotroper aufschlaemmungen
DE112007000673T5 (de) Magnesiumlegierung mit hoher Festigkeit und hoher Zähigkeit und Verfahren zu deren Herstellung
CH682402A5 (de) Verfahren zum Herstellen einer Flüssig-Fest-Metallegierungsphase mit thixotropen Eigenschaften.
DE4110145C2 (de)
DE2229453C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer zu vergießenden Flüssig-Fest-Metallphase
EP0554808B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Metallegierungen
DE69020636T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Aluminium-Kornverfeinerer-Vorlegierung.
DE102019130108A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumgussteils und hierdurch hergestelltes Aluminiumgussteil
DE4003018A1 (de) Verfahren zur herstellung monotektischer legierungen
DE69306453T2 (de) Hochfestes, gewalztes Blech aus Aluminiumlegierung und Verfahren zu seiner Herstellung
WO1995005490A1 (de) Schmelzebehandlungsmittel, seine herstellung und verwendung
DE2339747C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Flüssig-Fest-Legierungsphase außerhalb der Gießform für Gießprozesse
DE2217897A1 (de) Vorlegierungen für Aluminiumlegierungen und Verfahren zu deren Herstellung
DE112014003205T5 (de) Verfahren zur Herstellung von Lithium enthaltenden Aluminiumlegierungen
DE69622664T2 (de) Thixogiessen
DE69700431T2 (de) Legierungsmaterial zur halbfesten formgebung
DE69223950T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Metallmatrixverbundmaterial

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20020710

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17Q First examination report despatched

Effective date: 20021031

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): CH DE FR GB LI TR

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20040218

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20040218

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: GERMAN

REF Corresponds to:

Ref document number: 50005366

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20040325

Kind code of ref document: P

LTIE Lt: invalidation of european patent or patent extension

Effective date: 20040218

ET Fr: translation filed
REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20041119

Year of fee payment: 5

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20041124

Year of fee payment: 5

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20041125

Year of fee payment: 5

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20041230

Year of fee payment: 5

26N No opposition filed

Effective date: 20041119

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051130

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051130

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20060601

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20051130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20060731

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20060731