新型al-ti-b-re细化剂的制备及其细化性能的研究-preparation of a new type of al - ti - b - re refiner and its refining performance.docxVIP

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2018-06-03 发布于上海
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新型al-ti-b-re细化剂的制备及其细化性能的研究-preparation of a new type of al - ti - b - re refiner and its refining performance

新型Al-Ti-B-RE细化剂的制备及其细化性能的研究摘要铝及铝合金的应用日益广泛，人们对其产品的组织和机械性能要求更为严格。等轴晶粒结构有利于提高机械性能，减少热裂，消除了缩孔和微孔隙，并且使第二相均匀分布，改善铸造加工件的机械加工性能。目前细化晶粒最简便、经济、有效的方法是采用晶粒细化剂对铝及铝合金进行细化处理。Al-Ti-B-RE中间合金是一种高效长久的新型细化剂。本文选用稀土LaF3、碳酸富La和Ce分别掺杂到Al-5Ti-1B中间合金中制备Al-5Ti-1B-RE细化剂，将稀土的变质、净化、除气等作用与Al-Ti-B中间合金的细化作用结合起来，研究Al-Ti-B-RE中间合金的制备及其对纯铝和6063铝合金的细化性能。本文采用光学显微镜、X射线衍射仪（XRD）、能谱分析（EDS）和扫描电子显微镜（SEM）等分析手段研究了不同稀土种类及不同稀土添加量对中间合金的第二相分布、形状及显微硬度的影响。结果显示Al-Ti-B-RE中间合金的显微组织是由α-Al，板条状的TiAl3，TiB2颗粒，块状或轮缘的Ti2Al20Ce组成。稀土的加入具有一定的细化TiAl3和TiB2中间相，防止TiB2中间相聚集成团的作用。稀土的种类对Al-Ti-B-RE中间合金的组织影响不大，而稀土添加量对Al-Ti-B-RE中间合金组织有较大影响，从而提出制备Al-Ti-B-RE中间合金中较合适的稀土添加量。在细化实验中，将所制备的Al-Ti-B-RE中间合金添加到纯铝和6063铝合金中进行晶粒细化。通过改变Al-Ti-B-RE的添加量（0.lwt%、0.2wt%、0.4wt%、0.6wt%和0.8wt%）及变质处理保温时间（5min、10min、20min、30min、40min），研究这些变量对纯铝的组织及力学性能的影响，分别与国内、国外生产的Al-Ti-B在相同条件下的细化效果进行对比。延长变质处理保温时间，Al-Ti-B-RE细化剂对纯铝的细化效果衰退不明显。Al-Ti-B-RE比Al-Ti-B具有更强的细化能力和长效性。经Al-Ti-B-RE细化后的纯铝，力学性能得到明显提高。对于6063铝合金，Al-Ti-B-RE同样有着突出的细化效果。同时，本文对Al-Ti-B-RE的细化机理进行了探讨，在现有的理论基础上提供了参考和实践依据，对进一步开发具有高性能的Al-Ti-B-RE细化剂具有重要意义。关键词：中间合金细化剂显微组织稀土Al-Ti-B6063RESEARCHONTHEPREPARATIONANDREFININGPERFORMANCEOFNEWAL-TI-B-REGRAINREFINERABSTRACTTheapplicationofaluminumandaluminumalloyarewidely,peoplemorestrictonthemicrostructureandmechanicalpropertiesofitsproducts.Itiswellknownthatanequiaxedgrainstructureisinfavorofimprovingmechanicalproperties,reducinghottearing,eliminatingshrinkageporosityandmicro-porosity,andmakingauniformdistributionofsecondphasesonafinescale,aswellasimprovingmachiningabilityofcastings.Atpresent,themostsimple,economicalandeffectivemethodistousegrainrefinerforthinningaluminumandaluminumalloyprocessing.Al-Ti-B-REmasteralloyisanefficientlong-termnewrefiner.Al-5Ti-1B-1RErefinerwaspreparedbyAl-5Ti-1BmasteralloydopedwithLaF3,La-richRE(rareearth)carbonateandCerespectively.StudythepreparationofAl-Ti-B-REmasteralloyanditsrefiningeffectonpurealuminumand6063alloybytherareearthmodification,purification,degassingeffectandrefinementeffectofAl-Ti-Bmasteralloycombination.Thispaperstudiestheeffectofdiffere