一种铝及铝合金用铝钛硼晶粒细化剂
专利汇可以提供一种铝及铝合金用铝钛硼晶粒细化剂专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 铝 及铝 合金 用 纳米级 异质晶核的AlTiB晶粒细化剂，其特征在于它所提供的异质晶核为纳米量级，与异质形核的临界晶核尺寸相当，TiAl3和TiB2相颗粒尺寸在10nm-1000nm之间，且它们均匀分布在铝基体中。本 发明 所提供的晶粒细化剂具有产品形式多样，Ti和B用量低，细化效果好，响应时间短，抗时效寿命长的优点。，下面是一种铝及铝合金用铝钛硼晶粒细化剂专利的具体信息内容。
本发明属于精炼铝的技术领域，即提供一种铝和铝合金熔铸用的 晶粒细化剂或变质剂。它是国内外广泛使用的AlTiB中间合金的继续和 发展。
七十年代以来，在精炼铝和铝合金方面做了大量研究工作，研制的 晶粒细化剂可以使铝及铝合金的铸造晶粒得到明显细化。现广泛使用 的晶粒细化剂主要分为以下三种类型：第一种是以铝为载体的AlTiB中 间合金(如美国专利3857705)，它是通过向铝熔体中添加Ti和B中间合 金。AlTiB中间合金以铝为基体，其中分布着块状TiAl3相及颗粒状的 TiAl3相和TiB2(见图1)，AlTiB晶粒细化剂的使用性能主要取决于TiAl3和TiB2相在其中存在的形态，尺寸和分布均匀性，一般要求TiAl3相呈 块状，其尺寸小于40μm，TiAl3相和TiB2相颗粒呈均匀分布。第二种是 TiB类中间合金，如(英国专利1413848)它是用颗粒状金属钛与复合物 盐混合一起压实而制取的块状晶粒细化剂，TiB型晶粒细化剂其作用机 理在于进入铝熔池中的Ti和B在其中发生化学作用而形成TiAl3相和 TiB2相变质颗粒，这种Ti-B型晶粒细化剂的缺点在于TiAl3相和TiB2相 变质颗粒的形状和尺寸难以控制。为克服上述问题，研制出第三种类 型的晶粒细化剂，即金属间化合物粉状TiAlB晶粒细化剂，其TiAl3相颗 粒的形块得到了理想的控制，这种TiAlB型晶粒细化剂具有抗时效寿 命长，细化效果好，用量少的优点，不过它的响应时间长，且不能在流槽 中加入，其应用范围受到一定的限制。
本发明的目的是提供一种实用高效的铝合金晶粒细化剂，即纳米 级异质晶核的TiAlB晶粒细化剂。
本发明所提供的纳米级异质晶核的TiAlB晶粒细化剂，其特征在于 它所提供的异质晶核为纳米量级，与异质形核的临界晶核尺寸相当； TiAlB中间合金中TiAl3相和TiB2相颗粒均匀弥散地分布在铝基体中， 其尺寸在10-1000nm之间。
为了使铝及铝合金能达到最佳的晶粒细化效果，且满足工业上的 不同需求，其主要合金元素Ti和B的含量应为Ti：2-10％(wt)，B：0.2-1. 5％(wt)，Ti/B比例范围应控制在3∶1至50∶1之间。
铝合金细化机理在于铝熔池中存在着TiAl3和TiB2两个关键性的 相，这两种化合物相相结合构成了铝合金最主要的异质晶核。根据异质 形核理论，做为结晶的异质晶核其临界尺寸应为纳米量级，因此可以认 为传统的铝合金晶粒细化剂均米能充分发挥其晶粒细化的功效
本发明所提供的纳米级异质晶核的TiAlB晶粒细化剂具有下述优 点：
1这种TiAlB中间合金中TiAl3相颗粒的尺寸明显变小，一般在10 -1000nm之间，与异质形核的临界晶核尺寸相当。因而这种纳米级异质 晶核的TiAlB晶粒细化剂具有Ti和B总用量低，细化效果好和响应时间 短的优点。
2这种TiAlB中间合金中TiAl3相和TiB2相颗粒呈均匀弥散的分布， 进铝熔池后，它们亦将形成均匀分布，这样避免了TiB2相颗粒因聚集而 产生沉淀，促进了晶粒细化的均匀性，延长了抗时效寿命。
3这种TiAlB晶粒细化剂因其所提供的异质晶核为纳米量级，它可以 满足象轧制超薄铝箔等特殊铝工业细化晶粒的要求。
4本发明产品类型多样化，可以是粉剂，碎片状，条带和丝树材以及块 状，可以根据工业上的不同需要进行选择，因此使用方便，简捷。
附图1.传统Al-Ti-B丝背散射照片(a)×175，(b)×1000
附图2.纳米级Al-2Ti-0.5B晶粒细剂背散射照片×1000
附图3.纳米级Al-3Ti-1B晶粒细剂背散射照片×1000
附图4.纳米级Al-5Ti-1B晶粒细剂背散射照片×1000
实例例1
晶粒细化剂成份为Al-2Ti-0.5B(wt％)，TiAl3相TiB2相颗粒尺寸在 100mm左右，如图2所示在Al基体中分布均匀。
用马福炉将1.0公斤99.7％纯铝在石墨坩埚中熔化至740℃，3小时 后取出扒渣，将制备的碎片状TiAlB晶粒细化剂用钟罩压入铝熔池中并 搅拌，添加量为0.5kg/T和1kg/T，扒渣后浇铸试样，将剩余铝液放入炉 中720℃保温5分，10分，60分，分别取样，将取得的铸样沿中心线纵向剖 开，经低倍组织检验，其晶粒度均达到1级，且添加量1kg/T的晶粒细化 效果略优于添加量0.5kg/T的细化效果，不同保温时间对晶粒度影响不 大。
实施例2
晶粒细化剂成份为Al-3Ti-1B(wt％)，TiAl3，TiB2相颗粒尺寸在 100nm左右，呈较多且分布均匀。见图(3)
与实施例1方法相同，将制备的块状晶粒细化剂以0.5kg/T和1kg/T 的添加量加入，在720℃分别取保温5分，10分和60分钟的铸样，经低倍 组织检验，其晶粒度均达到1级，且块状细化剂的细化效果略优于碎片 状细化剂的细化效果。
实施例3
晶粒细化剂成份为Al-5Ti-1B(wt％)，TiAl3TiB2相颗粒尺寸在 100nm左右，量较前两例更多且分布均匀。见图(4)
用铝熔化炉将8吨99.7％纯铝熔化，经打渣精炼，调整温度约在740℃ ，进行连铸连轧铝板。将制备的粉状晶粒细化剂在流槽中以0.5-1kg/T 的添加量连续加入，在每卷铝板的头和尾部分别切取试样。经低倍组织 检验，其晶粒度均达到1级。
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