一种铝铌硼中间合金的制备方法及铝铌硼中间合金技术

本发明专利技术公开了一种铝铌硼中间合金的制备方法，包括如下步骤：准备原材料：铝、五氧化二铌和硼；将原材料加热至800‑1200℃熔炼；向熔炼形成的溶液中加入造渣剂以除去残渣；冷却除去残渣后的溶液，将其浇铸到模具中以制备铝铌硼中间合金；该法使用五氧化二铌代替传统的纯铌制备铝铌硼中间合金，可大幅降低生产的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种铝铌硼中间合金的制备方法及铝铌硼中间合金
本专利技术涉及中间合金
，具体涉及一种铝铌硼中间合金的制备方法及铝铌硼中间合金。
技术介绍
晶粒细化剂有优异的细化效果，可改善铸件表面质量，使铸件得到细小的等轴晶，特别是减少铸件冷隔消除了的毛晶和柱状晶，能有效地克服铸造裂纹，改善铸件外观。目前，较常用的晶粒细化剂有铝钛硼细化剂，但该细化剂中的钛会与硅含量高的铝硅系铸造合金中的硅反应生成TiSi相和TiSi2相，会削弱TiB2粒子形成，弱化了细化效果，所以其应用会受到限制；进而有采用铝铌硼中间合金，以将其作为细化剂使用。该中间合金在制备时，会采用到纯铌，但纯铌的价格昂贵，所以会导致生产成本较高。因此，如何提供一种能够降低生产成本的铝铌硼中间合金的制备方法便成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铝铌硼中间合金的制备方法，该方法中，采用五氧化二铌作为铌的来源，可节省成本。为实现上述目的，本专利技术的一种铝铌硼中间合金的制备方法，包括如下步骤：(a)准备原材料：铝、五氧化二铌和硼；(b)将所述原材料加热至800-1200℃熔炼；(c)向熔炼形成的溶液中加入造渣剂以除去残渣；(d)冷却除去残渣后的溶液，将其浇铸到模具中以制备铝铌硼中间合金；作为优选，所述步骤(b)中：向所述原材料中加入固态的硫酸钙，并点燃混合在一起的铝、五氧化二铌、硼和硫酸钙以使硫酸钙与部分铝反应，以作为内部热源将五氧化二铌、硼和剩余的铝加热熔炼。作为优选，所述点燃的过程如下：点燃点火剂镁粉，并将点燃的点火剂镁粉撒在混合在一起的铝、五氧化二铌、硼和硫酸钙上。作为优选，所述步骤(b)中：采用电感应熔炼作为外部热源将所述原材料加热熔炼。作为优选，所述步骤(a)中采用的所述原材料的质量百分含量如下：铝80％-90％，五氧化二铌5-15％，硼0.5-1％，所述步骤(d)制备的铝铌硼中间合金的各成分的质量百分含量如下：铌2-6％，硼0.2-0.6％，剩余为铝。作为优选，所述步骤(a)中，五氧化二铌与硼的质量比为13-15：1。作为优选，所述步骤(b)中，将所述原材料加热至900-1100℃熔炼。作为优选，所述步骤(b)中，可根据所需形成的铝铌硼中间合金的各成分比例，添加适量的铝和硼。作为优选，所述步骤(c)中的造渣剂为碳酸钙。作为优选，所述步骤(d)中，采用的模具为锭状或者棒状以制备铝铌硼合金锭或铝铌硼合金棒。本专利技术提供的铝铌硼中间合金的制备方法，具有如下技术效果：本专利技术中，采用五氧化二铌，将其与铝进行混合加热，具体的，经如下反应：10Al+3Nb2O5＝6Nb+5Al2O3，可生产铌，进而铌与硼和铝可生成铝铌硼中间合金。该法使用五氧化二铌代替传统的纯铌制备铝铌硼中间合金，可大幅降低生产的成本。同时，依靠两者的反应，还可以提供部分热源，用于将混合的原材料加热，可进一步节约能源，降低成本。作为优选，加入硫酸钙，借助铝和硫酸钙反应作为主要热源(如上提到的，铝和五氧化二铌的反应，可作为辅助热源，两组反应共同提供热源)，以对原材料进行加热熔炼，为此不需要电解槽和熔炼炉等大型设备和外部能源等，降低了成本。作为优选，选用点火剂镁粉进行点燃混合的原材料，其较为常见，且易获取。作为优选，制备的铝铌硼中间合金的各成分的质量百分含量如下：铌2-6％，硼0.2-0.6％，剩余为铝，该成分含量，可使得各个成分之间的协同促进最为明显，可最大化的提升该中间合金的细化能力。作为优选，步骤(b)中，可根据所需形成的铝铌硼中间合金的各成分比例，添加适量的铝和硼；过程反应可控，可制备所需的铝铌硼中间合金。作为优选，采用的模具为锭状或者棒状以制备铝铌硼合金锭或铝铌硼合金棒；可根据具体工况选择使用。本专利技术还提供了一种铝铌硼中间合金，采用上述方法制备，所以具有同样的上述技术效果。本专利技术还提供了一种铝铌硼中间合金，包括组分铌、硼和铝，所述铌的质量百分含量为2-6％，所述硼的质量百分含量为0.2-0.6％，剩余为所述铝；该含量限定的中间合金作为晶粒细化剂，细化效果好，并个组分之间协同促进最为明显，提高细化能力的同时，还可抑制对铝合金制品的毒害，且有效避免了金属烧损，从而保证合金内部清洁度，降低氧化杂质，同时改善了后期铸件的综合力学性能。作为优选，可为铝铌硼合金锭或铝铌硼合金棒。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的一种铝铌硼中间合金的制备方法的一种具体实施方式的流程图；图2为未添加晶粒细化剂的A356合金的晶粒尺寸的示意图；图3为添加本专利技术提供的铝铌硼中间合金的A356合金的晶粒尺寸的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1-3所示，图1为本专利技术所提供的一种铝铌硼中间合金的制备方法的一种具体实施方式的流程图；图2为未添加晶粒细化剂的A356合金的晶粒尺寸的示意图；图3为添加本专利技术提供的铝铌硼中间合金的A356合金的晶粒尺寸的示意图。本专利技术提供了一种铝铌硼中间合金的制备方法，结合图1，其包括如下步骤：(a)准备原材料：铝、五氧化二铌和硼；(b)将所述原材料加热至800-1200℃熔炼；(c)向熔炼形成的溶液中加入造渣剂以除去残渣；(d)冷却除去残渣后的溶液，将其浇铸到模具中以制备铝铌硼中间合金；该方法中，采用五氧化二铌，将其与铝进行混合加热，具体的，经如下反应：10Al+3Nb2O5＝6Nb+5Al2O3，可生产铌，进而铌与硼和铝可生成铝铌硼中间合金。该法使用五氧化二铌代替传统的纯铌制备铝铌硼中间合金，可大幅降低生产的成本。同时，依靠两者的反应，还可以提供部分热源，用于将混合的原材料加热，可进一步节约能源，降低成本。其中，步骤(b)中：向所述原材料中加入固态的硫酸钙，并点燃混合在一起的铝、五氧化二铌、硼和硫酸钙以使硫酸钙与部分铝反应，以作为内部热源将五氧化二铌、硼和剩余的铝加热熔炼。加入硫酸钙，借助铝和硫酸钙反应作为主要热源(如上提到的，铝和五氧化二铌的反应，可作为辅助热源，两组反应共同提供热源)，以对原材料进行加热熔炼，为此不需要电解槽和熔炼炉等大型设备和外部能源等，降低了成本。进一步的，提到的点燃的过程如下：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝铌硼中间合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(a)准备原材料：铝、五氧化二铌和硼；/n(b)将所述原材料加热至800-1200℃熔炼；/n(c)向熔炼形成的溶液中加入造渣剂以除去残渣；/n(d)冷却除去残渣后的溶液，将其浇铸到模具中以制备铝铌硼中间合金。/n

【技术特征摘要】
1.一种铝铌硼中间合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)准备原材料：铝、五氧化二铌和硼；
(b)将所述原材料加热至800-1200℃熔炼；
(c)向熔炼形成的溶液中加入造渣剂以除去残渣；
(d)冷却除去残渣后的溶液，将其浇铸到模具中以制备铝铌硼中间合金。


2.根据权利要求1所述的铝铌硼中间合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中：
向所述原材料中加入固态的硫酸钙，并点燃混合在一起的铝、五氧化二铌、硼和硫酸钙以使硫酸钙与部分铝反应，以作为内部热源将五氧化二铌、硼和剩余的铝加热熔炼。


3.根据权利要求2所述的铝铌硼中间合金的制备方法，其特征在于，所述点燃的过程如下：点燃点火剂镁粉，并将点燃的点火剂镁粉撒在混合在一起的铝、五氧化二铌、硼和硫酸钙上。


4.根据权利要求1所述的铝铌硼中间合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中：
采用电感应熔炼作为外部热源将所述原材料加热熔炼。


5.根据权利要求1所述的铝铌硼中间合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中采用的所述原材料的质量百分含量如下：铝80％-90％，五氧化二铌5-15％，硼0.5-1％，所述步骤(d)制备的铝铌硼中间合金的各成分的质量百分含量如下：铌2-6％，硼0...

【专利技术属性】
技术研发人员：路洪洲，郭爱民，徐金荣，王文军，郭俊杰，崔天成，
申请(专利权)人：中信金属股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11