B_2O_3替代KBF_4用氟盐法制备Al-Ti-B晶粒细化剂的研究

作     者：任峻 陶钦贵 马颖 Ren Jun;Tao Qingui;Ma Ying

作者机构：宜宾学院计算物理重点实验室四川宜宾644007 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室甘肃兰州730050 

出 版 物：《稀有金属》 (Chinese Journal of Rare Metals)

年 卷 期：2016年第40卷第2期

页      面：188-192页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：四川省教育厅重点项目(12ZA202)资助 

主　　题：铝合金 Al-Ti-B 晶粒细化 

摘      要：晶粒细化是提高铝合金强度和塑性,改善铸件质量的重要途径。目前,铝合金的晶粒细化主要基于Al-Ti-B三元合金体系采用氟盐法制备,通过在熔融铝合金中添加Al-Ti-B细化剂棒使α-Al晶粒细化,从而获得均匀、细小、等轴晶粒组织。然而,该方法的KBF4和K2Ti F6混合卤盐,尤其是KBF4,增加了生产成本,引起更多的氟化物排放和难处理的残渣,且反应过程造成的热量损失很难由熔体自身的放热反应来弥补。因此,寻找一种更经济、更高效的化合物替代KBF4,为制备新型、质优的Al-Ti-B晶粒细化剂提供了方向。实验表明:用B2O3完全替代氟盐法中的KBF4盐,降低了晶粒细化性能,产生大量的残渣,且降低了熔体的流动性,使浇铸过程更加困难;当B2O3与除渣助熔剂预先混合,再与K2Ti F6混合加入到熔体中时,在不考虑添加物损失的情况下,铝熔体的微观组织结构和细化效率均会得到明显的改善;当B2O3和KBF4各添加50%时,钛的回收率和晶粒的细化效率,几乎与单独添加KBF4时一致。由此得出结论:在不损失晶粒细化效率的前提下,可以用B2O3部分替代KBF4,但绝非全部。该方法的优势在于:具有更低的氟化物排放量和颗粒物添加量,在相同质量下,B2O3提供的硼含量达到4倍,价格也更便宜。