电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B合金线的制备及其细化性能研究

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晶粒细化是改善材料性能的有效手段,Al-Ti-B中间合金线材是使用最广泛的晶粒细化剂,而国产的Al-Ti-B中间合金与国外产品相比存在很多问题,如第二相TiAl3、TiB2粒子的形态及分布不均、合金纯净度差等问题,难以满足铝板、带、箔等高精铝材的生产需求。因此开发制备高品质Al-Ti-B中间合金细化剂,对铝加工业的发展具有重要意义。本文采用中频感应氟盐法结合电磁搅拌连续铸挤技术制备中间合金线材,研究了合金熔炼与线材成形工艺,确定了最佳的工艺参数。实验结果表明,熔炼时合适的氟盐加入量是在计算基础上增加5%,加料次序采用先加部分K2TiF6后加K2TiF6与KBF4的均匀混合料,熔炼温度为850-880℃,反应时间为60-90min。通过电磁搅拌中间包对Al-5Ti-1B中间合金熔体进行搅拌,可有效的控制合金组织的分布,消除沉淀与团聚现象,提高合金熔体的纯净度。搅拌温度影响合金的粘滞力,温度升高有利于消除团聚使第二相粒子均匀分布,随着搅拌温度的升高搅拌时间的延长,合金组织中TiAl3颗粒会出现圆化,最佳搅拌温度为790℃,最佳搅拌时间为20min。利用连续铸挤成形技术可获得表面质量好内部组织均匀的Al-5Ti-1B中间合金线材。铸挤过程中的剪切作用,使合金中的TiAl3分布均匀,TiB2粒子均匀细小弥散分布于铝基体。最佳铸挤温度为790℃,最佳铸挤轮转速为20r/min。添加温度为700-730℃,细化剂添加量为0.2%,细化时间为5min,组织中TiAl3为带棱角的块状、TiB2粒子弥散分布时,Al-5Ti-1B中间合金线材对纯铝的细化效果达到最佳。与国内外同类产品的对比结果表明,本次实验制备的Al-5Ti-1B中间合金线材综合性能优良,可满足工业应用要求。
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