铝及铝合金晶粒细化剂变质相形貌的控制.pdf

维普资讯 第 24卷 第 3期 昆 明 理 工 大 学 学 报 Vo1．24No3 1999年 6月 JOURNALOFKUNMINGUNIVERSITYOFSClENCEAND111C}玎 u)GY Jun．1999 【 -9．) ] 厶)一 厶 』 铝及铝合金晶粒细化剂变质相形貌的控制 、 苎至皇 林大超 (昆明理工大学金属材料系，昆明 650093) 摘要 介绍熔盐化学反应法生产铝及铝合金晶粒细化荆变质相形貌 的控制工艺． 通过工艺研宛指 出，反应温度、时间、搅拌速度、静王温度和时间、加盐的比例、钛的 加入量是控制变质相彤貌尺寸的关键 ．优化工艺后获得的块状 TiAb变质相尺寸 为 7～12．5pm,较进 口的LSM ，^＼司产品变质相 15～50btm细． 关键词童丝 ；亟垫塑些型；全壁 韶 。 期 觐 中图分类号 TG146，2 — Tj—B是一种高效铝及铝台金的晶粒细化荆，用棒状或线状的Al—T|_B连续地 加入流动的熔体中，是 目前世界上普遍采用的铸锭组织细化技术 ．它使得细化剂用量省、易 控制，可获得最佳细化效果，并可与熔体净化技术相配合实现铸锭生产的联机 自动化。此项 技术已成为世界各国铝材生产中质量保证的重要措施之一，并获得了显著的经济效益．但是 此种棒状的Al—Ti—B技术性能要求很高，必须在进入熔体 的很短时间内立即产生细化作 用，因此除要求成分均匀和保证一定的 B比例外，最重要的是要求一定的细化相 TiAb 和T 的形貌尺寸．目前，只有少数国家掌握 了此种生产技术，而且都列为重要技术专利． 我国曾一度追踪该项生产技术，先后有十几家研究和生产 Al—n—B，由于质量不稳定等原 因，只剩下几家在生产n]．我国生产 的Al—Ti—B晶粒细化剂主要供建筑型材等低档产品的 铝及铝合金晶粒细化，对于铝合金罐料、铝箔、PS板、电容器铝箔等高档产 品，还只能采用进 口的晶粒细化剂．作者经过实验研究成功地研制出TiAl3，Ti 形貌尺寸达到技术要求的Al — Ti—B晶粒细化剂，基本掌握该产品的关键控制技术． 1 nAl3及T 颗粒形貌尺寸对晶粒细化的影响 Al—Ti—B晶粒细化剂的细化机理是一个复杂的问题，至今尚无完满的解释．下面仅就 TA／1及 TiB2颗粒形貌和尺寸对晶粒细化的影响进行描述． 1．1 关于TiAk的颗粒形貌及尺寸 TiA13颗粒有块状、针状和花瓣状三种形貌，其形成取决于制造时的工艺参数，由高湿慢 速冷却形成针状 的TiA13，由高温快速冷却形成花瓣状 的TiAb，而在 中等冷却速度下， Had1巳t等人发现了一种非平面和非枝晶状的板状结构．如果用盐类在较低温度下反应来生 产则形成小平面的 “块状”铝化物，Gwzowskj[2J认为，铝化物的形态对于细化剂 的性能是至 关重要的．并指出在一定 的工艺条件下，硼化物晶体可被俘获在铝化物晶体内，形成所谓的 “二重”铝化物 ．就细化效果和接触时间而言，以块状的最佳，因为块状 TiAb有三个晶面面 收稿 日期；1997一O3—17 维普资讯 昆 明 理 工 大 学 学 报 1999年 向熔体，增加了成核几率．但同样具有块状结构 T呲 的晶粒细化荆有一种形态细化效果仍 不算好，即具有很规则和光滑的表面，呈现类似于切削的几何形状，与A1一 合金中的 TiA13一样 ．在这种情形下．中间合金的B对 m b没有影响．另一种形态 的TiAI3，其结构没 有尖的角形面．而是具有较圆的或者不规则的形状，在这种情形下，硼影响了TiA13的相形 态，其形状类似于 “土豆状”，并且T 俘获了TiB-z的所谓 二“重”粒子2-J~有最有效的细化 效果． 对于 TiA13