本发明专利技术用于铝合金晶粒细化的超细晶孕育剂的制备方法，涉及铝基合金，是用金属快速凝固技术制备纳米晶Al-Ti-B-Re薄带中间合金的方法，步骤是：按设定的成分配比5～5.4%Ti、1～1.04%B、1～1.2%Ce、0.05～0.2%La和其余为Al，称取原料Al-5Ti-1B中间合金和镧铈合金进行配料，经真空熔炼制得块状Al-5Ti-1B-1Re中间合金，再经快速凝固处理制得用于铝合金晶粒细化的超细晶孕育剂，是纳米晶Al-5Ti-1B-1Re薄带中间合金。本发明专利技术方法消除了针状形态TiAl3对基体组织造成的不利影响，得到尺寸更细小、分布更弥散的形核粒子TiAl3，实现了形核粒子的超细化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的技术方案涉及铝基合金，具体地说是。
技术介绍
目前，晶粒细化是获得优良性能铝合金的重要手段之一。在所有晶粒细化的手段中向铝熔体中添加晶粒细化剂的方法被公认为是最 简单、最有效的。Al-5Ti-lB中间合金一直是铝行业中广泛使用的细化剂，该细化剂具有较好的细化效果，但其也有许多缺陷首先，TiB2S子在铝熔体中容易聚集沉淀，使细化效果随时间的推移逐渐衰退(Limmaneevichitr C，Eidhed ff. Mater Sci Eng A 2003;A349:197-206 ；ffhiteheadAJ, Danilak SA, Granger DA, Huglen R(Ed. ), Light Metals,The Minerals, MetalsMaterials Society, Warrendale, PA, 1997)。另外，在某些兀素存在的情况下，Al_5Ti_lB中间合金的细化效果会极大地减退，这类元素有Zr、V、Mn等(Whitehead AJ, DanilakSA,Granger DA, Huglen R(Ed.), Light Metals, The Minerals, Metals & MaterialsSociety,Warrendale, PA, 1997 ；Rao AA, Murty BS,Chakraborty M. Mater Sci Technol1997; 13:769)。这种现象也被称为Al_5Ti_lB中间合金的毒化作用。为了避免以上出现的问题，人们又专利技术了 Al-Ti-C中间合金。但随之而来的问题是石墨与铝液的润湿性较差，因此很难大规模地生产，这就严重影响了 Al-Ti-C中间合金在铝工业中的应用(Zhao HL, SongY, LiM, Guan SK. J. Alloys Compd 2010; 508:206)。傅高生、陈文哲等人(Fu GS, ChenWZ, Qian Kff. J. Rare Earth 2003; 21:571-576)认为将稀土元素添加到 Al_5Ti_lB 中间合金中，不仅可以极大地抑制TiB2粒子在铝熔体中聚集沉淀，而且还可以细化那些在Al-5Ti-lB中间合金中起到细化作用的第二相的尺寸，这些第二相包括TiAl3和打82。因此，这就增强了中间合金对铝基体组织的细化效果。此外，研究者还发现，诸如Zr、V、Mn这些毒化元素，对于Al-5Ti-lB-lRe中间合金的细化效果没有任何不利影响(Lan XF, Guo M, Zhu ZF, etal. China Foundry Mach Technol 2005;1:8-10)。制备中间合金晶粒细化剂的方法，按原料可分为氧化物法、氟盐法、纯钛颗粒法等(于亚鑫邱竹贤张明杰等.铝硼及铝钛硼中间合金的研制.轻金属，1988(4) :31-34),按制备工艺可分为为招热还原法、电解法、自蔓延高温合成法等(Murty B S，Kori SA. J. Mater. Process Tech, 1999，89 (29) : 152-158)。目前为止，制备 Al-TiB-Re 中间合金较为常用的方法为氟盐法和纯钛颗粒法。张胜华，张涵等采用了氟盐法制备出了 Al-Ti-B-RE中间合金，其方法为用K2TiF6、KBFjP纯度为99. 7%的工业纯铝制取Al-Ti-B,并在还原反应过程中加入适量富铈混合稀土，得到Al-Ti-B-RE四元中间合金(张胜华张涵朱云.稀土在Al-Ti-B-RE中间合金中的作用,中南大学学报(自然科学版)，2005，36 (3) : 386-389)。另外，王正军，路淼等也通过颗粒纯金属钛法制备出了新型Al-Ti-B-Re中间合金，其方法为将去除水分的钛粉和氟硼酸钾按化学计量比进行配比后，在混料机中干混后将其取出，在万能试验拉伸机上冷压成坯。将压坯、富铈稀土在适当的温度下同时压入铝熔体的中下部，待其充分反应后，进行搅拌、除气、除渣、精炼，浇注在锥形铜模中，最终制得Al-Ti-B-Re中间合金(王正军，路淼等.新型Al-Ti-B-Re中间合金细化工业纯铝的研究.铸造技术，2010 (31) : 1021-1023)。理论上说，晶粒细化的效果主要取决于TiAl3和TiB2这些形核粒子的形态和分布。铝液中形核粒子的尺寸越细小，分布越弥散，细化效果就越好。但是，通过上述这些工艺方法制备出的中间合金，其形核粒子TiAld^尺寸约为十几至几十个微米，而且TiAl3主要是以不规则的块状和针状的形态分布在铝基体上。对于针状的TiAl3而言，一旦其在晶界上析出，基体就会被严重的割裂，导致铝合金机械性能的急剧恶化。此外，TiAl3属于脆性相，大量块状的TiAl3在基体上分布，会使材料变脆，同样不利于机械性能的提闻。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，是用金属快速凝固实现了形核粒子超细化的技术来制备纳米晶Al-Ti-B-Re薄带中间合金的方法。该方法避免了因针状TiAl3在晶界上析出而对基体组织产生的不利影响，同时可以得到尺寸更为细小、分布更为弥散的形核粒子TiAl3。 本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案是，是用金属快速凝固技术制备纳米晶Al-Ti-B-Re薄带中间合金的方法，步骤如下第一步，配料按设定的成分配比5 5. 4%Ti、I I. 04%B、I I. 2%Ce、0. 05 0. 2%La和其余为Al，称取国产09. 5mm杆状Al-5Ti-lB中间合金和国产组成为90%Ce和10%La的镧铈合金进行配料，上述百分数为重量百分数；第二步，真空熔炼制得块状Al-5Ti-lB_lRe中间合金将第一步的全部配料放到真空电弧炉内，抽真空至真空度为I. 26X10_2Pa，加热至使全部配料均熔化的温度，保温5 8分钟后浇入钢制模具，制得块状的Al-5Ti-lB-lRe中间合金；第三步，快速凝固处理制得用于铝合金晶粒细化的超细晶孕育剂将第二步制得的块状的Al-5Ti-lB-lRe中间合金放入真空快淬炉内进行快速凝固处理，制得用于铝合金晶粒细化的超细晶孕育剂，是寛为2 6毫米，厚为0. 3 0. 8毫米、长为5 30毫米的含微量镧的纳米晶Al-5Ti-lB-lRe薄带中间合金。上述，所述真空快淬炉内进行快速凝固处理的具体工艺已经在早先的CN200610014361. 7和CN200910068334. I中公开了。上述，所涉及的原料、设备和操作工艺均是本
的技术人员熟知的、容易得到的和能够掌握的。本专利技术的有益效果是与现有技术相比，本专利技术的突出的实质性特点和显著的进步是(I)在本专利技术方法中，经过快速凝固处理后的Al-5Ti-lB_lRe中间合金，其形核粒子TiAl3相的尺寸会极大地细化，这有利于获得更多的形核核心，从而提高细化效果。(2)在本专利技术方法中，稀土元素的添加会有效地抑制TiB2的聚集沉淀，从而保证了细化效果的长效性；同时，稀土元素的添加产生了新的稀土相Ti2Al2tlCe,其包裹在形核核心TiAl3的周围形成了核壳结构，阻碍了 TiAl3的生长，这也导致TiAl3颗粒的细化。原因是稀土元素的加入，使得TiB2颗粒可以在基体上弥散分布。这是由于稀土元素本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于铝合金晶粒细化的超细晶孕育剂的制备方法，其特征在于：是用金属快速凝固技术制备纳米晶Al？Ti？B？Re薄带中间合金的方法，步骤如下：第一步，配料按设定的成分配比5～5.4%？Ti、1～1.04%？B、1～1.2%？Ce、0.05～0.2%？La和其余为Al，称取国产Φ9.5？mm？杆状？Al？5Ti？1B？中间合金和国产组成为90%Ce和10%La的镧铈合金进行配料，上述百分数为重量百分数；第二步，真空熔炼制得块状Al？5Ti？1B？1Re中间合金将第一步的全部配料放到真空电弧炉内，抽真空至真空度为1.26×10？2Pa，加热至使全部配料均熔化的温度，保温5～8分钟后浇入钢制模具，制得块状的Al？5Ti？1B？1Re中间合金；第三步，快速凝固处理制得用于铝合金晶粒细化的超细晶孕育剂将第二步制得的块状的Al？5Ti？1B？1Re中间合金放入真空快淬炉内进行快速凝固处理，制得用于铝合金晶粒细化的超细晶孕育剂；是寛为2～6毫米，厚为0.3～0.8毫米、长为5～30毫米的含微量镧的纳米晶Al？5Ti？1B？1Re薄带中间合金。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔春翔，王奎，王倩，刘双进，戚玉敏，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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