一種使用多頻感應爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁鈦硼合金生產(chǎn)工藝，具體是一種使用多頻感應爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術】
[0002]目前關于鋁鈦硼中間合金制備的理論研宄非常多，按照原料性質可以分為氧化物法、氟鹽法和純鈦顆粒法等；按照制備工藝又可以分為鋁熱還原法、電解法、自蔓延高溫合成法等。但目前在工業(yè)中生產(chǎn)高質量的鋁鈦硼中間合金運用廣泛的是氟鹽法，即利用K2TiF6和KBF4通過鋁熱反應制造出鋁鈦硼合金。
[0003]2)氟鹽法其缺點是由于在合金化過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物氟鋁酸鉀鹽以及熔鹽對耐火材料的腐蝕帶入的夾雜物，很難從鋁鈦硼合金中有效的徹底去除。導致這些雜質隨細化劑而帶入被細化的合金當中去，極大的減弱了鋁合金細化效果。
[0004]3)如何在工業(yè)上生產(chǎn)出尺寸細小、彌散分布均勻的TiB2相和TiA13相和高純潔度產(chǎn)品高端鋁鈦硼合金面臨的課題。目前國產(chǎn)鋁鈦硼中間合金細化劑質量一般，合金組織內(nèi)主要存在TiB2相和TiA13相的形態(tài)、尺寸和分布，以及氧化物與氟鹽雜質含量中的某個或多個質量指標達不到要求。因此普通法生產(chǎn)的鋁鈦硼合金不能滿足日益增長和不斷創(chuàng)新的尚精尖、尚品質銷合金材料的細化處理的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種分布均勻、渣含量少的使用多頻感應爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金及其生產(chǎn)工藝，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
一種使用多頻感應爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金，按照重量份的原料包括:鋁錠800-1200份、氟鈦酸鉀160-310份、氟硼酸鉀80-150份、稀釋緩沖劑25-30份、精煉劑8_12份、吸渣劑8-12 份。
[0007]作為本發(fā)明進一步的方案:所述吸渣劑按照重量百分比的原料包括:氯化鈉3.2-4.8份、氯化鉀2.4-3.6份、氟硅酸鈉2_3份、氟化鈣0.4-0.6份。
[0008]所述使用多頻感應爐生產(chǎn)鋁鈦硼合金的生產(chǎn)工藝，具體步驟如下:
(1)配料與混料:按照重量份稱取氟硼酸鉀與氟鈦酸鉀后用混料機進行混合10-12min得到氟鹽混合物；
(2)鋁錠熔化:按照重量份稱取鋁錠，將鋁錠放入熔鋁爐中并加熱至740-800°C后將鋁水和未熔化的鋁錠均倒入多頻感應爐中；
(3)純鋁處理:開啟多頻感應爐并使其處于A頻段，調節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設備，用加料機加入精煉劑和15-25%的氟鹽混合物，加料時間為5-10min，保持多頻感應爐中的溫度為850-900°C進行加熱10-12min，將多頻感應爐切換到B頻段，保溫15_20min后停爐，倒掉爐內(nèi)上層的氟鹽渣水層； (4)合金化反應:開啟多頻感應爐并使其處于A頻段，調節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設備和攪拌裝置，將稀釋緩沖劑加入到剩余的氟鹽混合物中，并通過加料機將混有稀釋緩沖劑的氟鹽混合物加入到多頻感應爐中，加料時間為25-40min，通過調節(jié)電爐功率與加料速度使反應過程溫度為700-886°C，加料結束10-15min后，停止攪拌裝置；
(4)保溫與清渣:將多頻感應爐切換到B頻段，調節(jié)功率，使電爐處于保溫狀態(tài)，保溫溫度為750-850°C，保溫25-30min后停止電爐，靜置8_10min后倒掉氟鹽渣水層，加入吸渣劑吸渣并清理；
(6)除氣與精煉:將清渣后的金屬液轉入精煉澆鑄爐，使用旋轉除氣機攪拌2-3min，清理上層浮渣；開啟多頻感應爐最大功率，再使用旋轉除氣機進行旋轉除氣，當多頻感應爐溫度達到780-820°C后，調節(jié)多頻感應爐使其處于保溫狀態(tài)，除氣30-45min后停止除氣，關爐，清理爐壁渣；
(7)澆鑄:清理完后再開爐使其處于保溫狀態(tài)，準備澆鑄，澆鑄溫度為770-830°C，澆鑄速度為1.5-2.5t/h，調節(jié)冷卻系統(tǒng)控制軋制溫度，進軋溫度為450-550°C，乳制成鋁鈦硼合金桿；
(8 )清爐:生產(chǎn)完后及時清爐，每爐一次，清爐時，爐墻和爐角上的灰渣結塊要用鏟子清除干凈。
[0009]作為本發(fā)明進一步的方案:所述步驟(3)對鋁液中加入精煉劑和氟鹽混合物作為后期反應的異質形核劑。
[0010]作為本發(fā)明進一步的方案:所述步驟(4)中開啟攪拌裝置使加入的氟鹽混合物和鋁液快速接觸反應產(chǎn)生的鈦和硼粒子化合物分散開來，得到細小分布均勻的粒子相態(tài)合金。
[0011]作為本發(fā)明進一步的方案:所述步驟(5)中進行保溫時，多頻感應爐處于B頻段，使得合金液下部攪拌，上部保持靜態(tài)，下部攪拌防止鈦和硼粒子化合物沉降、團聚與偏析，防止氟鹽卷入合金與合金液裸露氧化。
[0012]作為本發(fā)明進一步的方案:所述步驟(6)中旋轉除氣機的轉速為250-350r/min，使用的氣體為氬氣，氣體流量為1-1.5m3/min。
[0013]作為本發(fā)明再進一步的方案:所述多頻感應爐在A頻段的頻率為100-300HZ，在B頻段的頻率為500-1000HZ。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)高品質的鋁鈦硼系列中間合金重要的方法，采用多頻電爐生產(chǎn)鋁鈦硼合金，在加料前對鋁液進行精煉并加入氟鹽混合物作為后期反應的異質形核劑，后期反應產(chǎn)生的鈦和硼粒子化合物分布更均勻，氟鹽混合物中加入了稀釋緩沖劑，有效的控制了反應速度并提高氟鹽渣與合金的分離凈化效果，通過檢驗分析，本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品中鈦和硼粒子化合物細小，分布均勻，渣含量少。
【具體實施方式】
[0015]下面結合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0016]實施例1 Α1Τ5?Β1合金的制造一種使用多頻感應爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金，按照重量份的原料包括:鋁錠1000份、氟鈦酸鉀260份、氟硼酸鉀128份、稀釋緩沖劑30份、精煉劑10份、吸渣劑10份，所述吸渣劑按照重量百分比的原料包括:氯化鈉4份、氯化鉀3.5份、氟硅酸鈉2份、氟化鈣0.5份。
[0017]所述使用多頻感應爐生產(chǎn)鋁鈦硼合金的生產(chǎn)工藝，具體步驟如下:
(1)配料與混料:按照重量份稱取氟硼酸鉀與氟鈦酸鉀后用混料機進行混合1min得到氟鹽混合物；
(2)鋁錠熔化:按照重量份稱取鋁錠，將鋁錠放入熔鋁爐中并加熱至780°C后將鋁水和未熔化的鋁錠均倒入多頻感應爐中；
(3)純鋁處理:開啟多頻感應爐并使其處于A頻段，頻率為100Hz，調節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設備，用加料機加入精煉劑和15%的氟鹽混合物，作為后期反應的異質形核劑，加料時間為5min，保持多頻感應爐中的溫度為850°C進行加熱lOmin，將多頻感應爐切換到B頻段，頻率為500HZ，保溫15in后停爐，倒掉爐內(nèi)上層的氟鹽渣水層；
(4)合金化反應:開啟多頻感應爐并使其處于A頻段，調節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設備和攪拌裝置，將稀釋緩沖劑加入到剩余的氟鹽混合物中，并通過加料機將混有稀釋緩沖劑的氟鹽混合物加入到多頻感應爐中，攪拌裝置使加入的氟鹽混合物和鋁液快速接觸反應產(chǎn)生的鈦和硼粒子化合物分散開來，得到細小分布均勻的粒子相態(tài)合金，加料時間為30min，通過調節(jié)電爐功率與加料速度使反應過程溫度為750°C，加料結束1min后，停止攪拌裝置；
(5)保溫與清渣:將多頻感應爐切換到B頻段，調節(jié)功率，使電爐處于保溫狀態(tài)，使得合金液下部攪拌，上部保持靜態(tài)，下部攪拌防止鈦和硼粒子化合物沉降、團聚與偏析，防止氟鹽卷入合金與合金液裸露氧化，保溫溫度為750°C，保溫30min后停止電爐，靜置Smin后倒掉氟鹽渣水層，加入吸渣劑吸渣并清理；
(6)除氣與精煉:將清渣后的金屬液轉入精煉澆鑄爐，使用旋轉除氣機攪拌2min，清理上層浮渣；開啟多頻感應爐最大功率，再使用旋轉除氣機進行旋轉除氣，旋轉除氣機的轉速為250r/min，使用的氣體為氬氣，氣體流量為lm3/min，當多頻感應爐溫度達到800°C后，調節(jié)多頻感應爐使其處于保溫狀態(tài)，除氣30min后停止除氣，關爐，清理爐壁渣；
(7)澆鑄:清理完后再開爐使其處于保溫狀態(tài)，準備澆鑄，澆鑄溫度為770°C，澆鑄速度為1.5t/h，調節(jié)冷卻系統(tǒng)控制軋制溫度，進軋溫度為450°C，乳制成鋁鈦硼合金桿；
(8 )清爐:生產(chǎn)完后及時清爐，每爐一次，清爐時，爐墻和爐角上的灰渣結塊要用鏟子清除干凈。
[0018]實施例2
Α1Τ3?Β1合金的制造
一種使用多頻感應爐生產(chǎn)的鋁鈦硼合金，按照重量份的原料包括:鋁錠1000份、氟鈦酸鉀160份、氟硼酸鉀128份、稀釋緩沖劑30份、精煉劑10份、吸渣劑8份，所述吸渣劑按照重量百分比的原料包括:氯化鈉3.2份、氯化鉀2.4份、氟硅酸鈉2份、氟化鈣0.4份。
[0019]所述使用多頻感應爐生產(chǎn)鋁鈦硼合金的生產(chǎn)工藝，具體步驟如下:
(1)配料與混料:按照重量份稱取氟硼酸鉀與氟鈦酸鉀后用混料機進行混合Ilrnin得到氟鹽混合物；
(2)鋁錠熔化:按照重量份稱取鋁錠，將鋁錠放入熔鋁爐中并加熱至750°C后將鋁水和未熔化的鋁錠均倒入多頻感應爐中； (3)純鋁處理:開啟多頻感應爐并使其處于A頻段，頻率為200Hz，調節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設備，用加料機加入精煉劑和20%的氟鹽混合物，作為后期反應的異質形核劑，加料時間為6min，保持多頻感應爐中的溫度為870°C進行加熱IImin,將多頻感應爐切換到B頻段，頻率為700HZ，保溫ISmin后停爐，倒掉爐內(nèi)上層的氟鹽渣水層；
(4)合金化反應:開啟多頻感應爐并使其處于A頻段，調節(jié)功率攪拌，開啟環(huán)保設備和攪拌裝置，將稀釋緩沖劑加