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合金晶粒细化的方法

阅读:512发布:2020-05-12

专利汇可以提供合金晶粒细化的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 铝 合金 晶粒细化的方法,属于铝及 铝合金 生产技术领域。通过在铝合金熔体加入含量为1%的AlTiB中间合金,同时引入超声搅拌作用。同 电磁搅拌 相比,超声搅拌具有作用范围广、搅拌均匀和除气效果好的优点。超声作用对多种铝合金都有晶粒细化的效果,超声是通过 空化 、声流效应和 辐射 压 力 等物理作用对熔体微观结构带来影响,能够有效地改善材料的组织和性能。本发明的晶粒细化方法一方面能够使分散在熔体内部的气孔团聚在 铸锭 的上部,另一方面使Al-7wt%Si合金晶粒平均粒径降低57%,并且使铸锭金属平均硬度提高37%。,下面是合金晶粒细化的方法专利的具体信息内容。

1.一种合金晶粒细化的方法,其特征在于:铝合金熔液在680℃保温2h后,加入由铝箔包裹的AlTiB中间合金,保温5min,之后加入经过预热的超声探头进行超声搅拌,声波作用5min;
所述的AlTiB中间合金的加入方法是:当铝合金熔液在680℃保温2h后,将在400℃预热
30min的由铝箔包裹的AlTiB中间合金加入到铝合金熔液中,并保证铝箔整体在铝合金熔液表面下方;所述的AlTiB中间合金的加入量为0.2%-1.5%,保温时间为5min;
所述的超声搅拌是:首先将超声探头在相同成分的铝合金熔液中预热5min,并且超声波发生器的频率进行自动跟踪,同时将功率调整到200w,然后将预热后的超声探头伸入到所用的铝合金熔液中进行超声搅拌,超声波作用的时间5min,超声探头深度距上表面20mm。
2.根据权利要求1所述的铝合金晶粒细化的方法,其特征在于:所述的AlTiB中间合金中Ti的含量为5%,B的含量为1%。
3.根据权利要求1所述的铝合金晶粒细化的方法,其特征在于:所述的铝箔的厚度为
0.1 0.2mm。
~
4.根据权利要求1所述的铝合金晶粒细化的方法,其特征在于:所述的超声探头在相同成分的铝合金熔液中预热,温度为680℃。
5.根据权利要求1或4所述的铝合金晶粒细化的方法,其特征在于:所述的超声探头位于铝合金熔液表面正中间处。

说明书全文

合金晶粒细化的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铝及铝合金生产技术领域,特别涉及一种超声搅拌和中间合金共同作用的铝合金晶粒细化的方法。

背景技术

[0002] 近年来随着我国综合实的不断提高,铝合金作为一种关乎国民经济建设和国家安全的工程材料,其地位也越来越重要。在大规格、高性能铝合金的生产技术上,我国和世界先进平存在着显著的差距,铸锭产品晶粒粗大、成分不均、容易开裂、缩松缩孔较多,使得废品率较高,产品质量处于低端水平。
[0003] 晶粒细化(即减小初晶α-Al晶粒尺寸)是获得优质铝锭、减少偏析、改善铝材冶金质量的重要途径,有助于改善合金的加工性能,同时也是工业上提高铸造铝合金力学性能的必要手段之一。超声作用对多种铝合金都有晶粒细化的效果,超声是通过空化、声流效应和辐射压力等物理作用对熔体微观结构带来影响,能够有效地改善材料的组织和性能,是制备超级金属的一种发展方向。同电磁搅拌相比,超声搅拌具有作用范围广、搅拌均匀和除气效果好的优点。超声搅拌在除气、减少夹杂以及减少宏观偏析方面有很大作用,目前研究的热点集中在超声搅拌对铝合金熔体的晶粒细化和除气方面。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种铝合金晶粒细化的方法,解决了现有技术存在的铝合金晶粒粗大、共晶相不均匀,气孔较多且分布不均匀以及铝合金的硬度较低等问题。
[0005] 本发明的上述目的通过以下技术方案实现:铝合金晶粒细化的方法,铝合金熔液在680℃保温2h后,加入由铝箔包裹的AlTiB(铝)中间合金,保温5min,之后加入经过预热的超声探头进行超声搅拌,声波作用5min;
所述的AlTiB中间合金的加入方法是:当铝合金熔液在680℃保温2h后,将在400℃预热
30min的由铝箔包裹的AlTiB中间合金加入到铝合金熔液中,并保证铝箔整体在铝合金熔液表面下方;所述的AlTiB中间合金的加入量为0.2%-1.5%,保温时间为5min;
所述的超声搅拌是:首先将超声探头在相同成分的铝合金熔液中预热5min,并且超声波发生器的频率进行自动跟踪,同时将功率调整到200w,然后将预热后的超声探头伸入到所用的铝合金熔液中进行超声搅拌,超声波作用的时间5min,超声探头深度距上表面20mm。
[0006] 所述的AlTiB中间合金中Ti的含量为5%,B的含量为1%。
[0007] 所述的铝箔的厚度为0.1 0.2mm。~
[0008] 所述的超声探头在相同成分的铝合金熔液中预热,温度为680℃。铝合金熔液成分要与实验所用的完全相同。
[0009] 所述的超声探头位于铝合金熔液表面正中间处。
[0010] 本发明的有益效果在于:通过在铝合金熔体加入含量为1%的AlTiB中间合金,同时引入超声搅拌作用。同电磁搅拌相比,超声搅拌具有作用范围广、搅拌均匀和除气效果好的优点。超声作用对多种铝合金都有晶粒细化的效果,超声是通过空化、声流效应和辐射压力等物理作用对熔体微观结构带来影响,能够有效地改善材料的组织和性能。本发明的晶粒细化方法一方面能够使分散在熔体内部的气孔团聚在铸锭的上部,另一方面使Al-7wt%Si合金晶粒平均粒径降低57%,并且使铸锭金属平均硬度提高37%。附图说明
[0011] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
[0012] 图1为仅加入0.2%AlTiB中间合金的铝硅合金的金相组织;图2为本发明方法所得的铝硅合金的金相组织;
图3为仅加入0.5%AlTiB中间合金的铝硅合金的金相组织;
图4为本发明所得的铝硅合金的金相组织;
图5为仅加入1.0%AlTiB中间合金的铝硅合金的金相组织;
图6本发明所得的铝硅合金的金相组织;
图7为仅加入1.5%AlTiB中间合金的铝硅合金的金相组织;
图8为本发明所得的铝硅合金的金相组织;
图9为本发明实施例所得的铝硅合金和原有铝硅合金的布氏硬度实验数据柱状图。

具体实施方式

[0013] 下面结合附图及实例对本发明进行进一步说明,但不以任何方式对本发明进行限制,基于本发明教导所作的任何变换或替换,均属于本发明的保护范围。
[0014] 参见图1至图9所示,本发明的铝合金晶粒细化的方法,通过在铝合金熔体加入含量为1%的AlTiB中间合金,同时引入超声搅拌作用。其特征在于同电磁搅拌相比,超声搅拌具有作用范围广、搅拌均匀和除气效果好的优点。超声作用对多种铝合金都有晶粒细化的效果,超声是通过空化、声流效应和辐射压力等物理作用对熔体微观结构带来影响,能够有效地改善材料的组织和性能。本发明的晶粒细化方法一方面能够使分散在熔体内部的气孔团聚在铸锭的上部,另一方面使Al-7wt%Si合金晶粒平均粒径降低57%,并且使铸锭金属平均硬度提高37%。
[0015] 铝合金晶粒细化的方法,铝合金熔液在680℃保温2h后,加入由铝箔包裹的AlTiB中间合金,保温5min,之后加入经过预热的超声探头进行超声搅拌,超声波作用5min;所述的AlTiB中间合金的加入方法是:当铝合金熔液在680℃保温2h后,将在400℃预热
30min的由铝箔包裹的AlTiB中间合金加入到铝合金熔液中,并保证铝箔整体在铝合金熔液表面下方;所述的AlTiB中间合金的加入量为0.2%-1.5%,保温时间为5min;
所述的超声搅拌是:首先将超声探头在相同成分的铝合金熔液中预热5min,并且超声波发生器的频率进行自动跟踪,同时将功率调整到200w,然后将预热后的超声探头伸入到所用的铝合金熔液中进行超声搅拌,超声波作用的时间5min,超声探头深度距上表面20mm。
[0016] 所述的AlTiB中间合金中Ti的含量为5%,B的含量为1%。
[0017] 所述的铝箔的厚度为0.1 0.2mm。~
[0018] 所述的超声探头在相同成分的铝合金熔液中预热,温度为680℃。铝合金熔液成分要与实验所用的完全相同。
[0019] 所述的超声探头位于铝合金熔液表面正中间处。
[0020] 实施例1:添加0.2%AlTiB中间合金
操作步骤:当铝合金熔液在680℃保温2h后,将在400℃预热30min的由铝箔包裹的中间合金加入到铝合金熔液中,并保证铝箔整体在铝合金熔液表面下方,保温5min。然后将超声探头在相同成分的铝合金熔液中预热5min并且进行频率自动跟踪,同时将功率调整到
200w,然后将预热过后的超声探头伸入到实验所用的铝合金熔液中进行超声搅拌,超声波作用5min。
[0021] 实验结果:添加0.2%AlTiB中间合金并经过超声搅拌使晶粒粒径由286μm降低到170μm,布氏硬度由35.8提高到41.3。铝合金微观结构参见图1及图2,布氏硬度参见图9。
[0022] 实施例2:添加0.5%AlTiB中间合金
操作步骤:当铝合金熔液在680℃保温2h后,将在400℃预热30min的由铝箔包裹的中间合金加入到铝合金熔液中,并保证铝箔整体在铝合金熔液表面下方,保温5min。然后将超声探头在相同成分的铝合金熔液中预热5min并且进行频率自动跟踪,同时将功率调整到
200w,然后将预热过后的超声探头伸入到实验所用的铝合金熔液中进行超声搅拌,超声波作用5min。
[0023] 实验结果:添加0.5%AlTiB中间合金并经过超声搅拌使晶粒粒径由266μm降低到168μm,布氏硬度由36.4提高到42..2。铝合金微观结构参见图3及图4,布氏硬度参见图9。
[0024] 实施例3:添加1.0%AlTiB中间合金
操作步骤:当铝合金熔液在680℃保温2h后,将在400℃预热30min的由铝箔包裹的中间合金加入到铝合金熔液中,并保证铝箔整体在铝合金熔液表面下方,保温5min。然后将超声探头在相同成分的铝合金熔液中预热5min并且进行频率自动跟踪,同时将功率调整到
200w,然后将预热过后的超声探头伸入到实验所用的铝合金熔液中进行超声搅拌,超声波作用5min。
[0025] 实验结果:添加1.0%AlTiB中间合金并经过超声搅拌使晶粒粒径由251μm降低到164μm,布氏硬度由37.6提高到43.7。铝合金微观结构参见图5及图6,布氏硬度参见图9。
[0026] 实施例4:添加1.5%AlTiB中间合金
操作步骤:当铝合金熔液在680℃保温2h后,将在400℃预热30min的由铝箔包裹的中间合金加入到铝合金熔液中,并保证铝箔整体在铝合金熔液表面下方,保温5min。然后将超声探头在相同成分的铝合金熔液中预热5min并且进行频率自动跟踪,同时将功率调整到
200w,然后将预热过后的超声探头伸入到实验所用的铝合金熔液中进行超声搅拌,超声波作用5min。
[0027] 实验结果:添加1.5%AlTiB中间合金并经过超声搅拌使晶粒粒径由250μm降低到174μm,布氏硬度由37.4提高到42.4。铝合金微观结构参见图7及图8,布氏硬度参见图9。
[0028] 以上所述仅为本发明的优选实例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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