專利名稱：高純鋁鈦中間合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁鈦中間合金技術(shù)領(lǐng)域，是一種高純鋁鈦中間合金的制備方法。
背景技術(shù)：
目前我國高純度鋁中間合金錠化學(xué)成份執(zhí)行HB5371-1987標(biāo)準(zhǔn)，其中規(guī)定的鋁 鈦中間合金Ti含量為4%至6%，主要雜質(zhì)元素含量要求如下Si《0.06%，F(xiàn)e<0.08%, Mg<0.05%,其它單個《0.05%，其它總和《0.15%。高純鋁合金生產(chǎn)要求雜質(zhì)元素越低越 好，故此，對使用的高純鋁中間合金也提出了較高的要求，高純鋁中間合金中雜質(zhì)元素 含量越低越好?，F(xiàn)有技術(shù)的鋁鈦中間合金生產(chǎn)方法采用對摻法，采用原料為75Ti劑和電解鋁， 在普通熔爐內(nèi)進(jìn)行熔化并保溫足夠時間和采用機(jī)械、電磁或人工攪拌后，鑄入模中。利 用此方法生產(chǎn)的鋁鈦中間合金存在較大的成份偏析，微量雜質(zhì)元素含量高等缺點。公開號為CN101514418A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種鋁鈦合金及其制備方法， 其采用主要原料為鋁含量為99.97%至99.99%的原鋁液及鈦含量為99.8%至99.9%的海綿 鈦，熔煉過程使用精煉劑、鋁熔體用覆蓋劑，最終生產(chǎn)的高純鋁鈦中間合金化學(xué)成份中 雜質(zhì)元素?zé)o法滿足HB5371-1987標(biāo)準(zhǔn)要求；在高純鋁合金實際生產(chǎn)中使用該方法生產(chǎn)的 鋁鈦中間合金，高純鋁合金化學(xué)成份與設(shè)計要求偏差較大，雜質(zhì)元素含量及Ti元素含量 無法滿足設(shè)計要求。利用已公布的生產(chǎn)方法生產(chǎn)的鋁鈦中間合金存在較大的成份偏析， 微量雜質(zhì)元素含量高等缺點，在高純鋁合金生產(chǎn)中使用，配料不能達(dá)到設(shè)計要求，導(dǎo)致 鋁合金整爐報廢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種高純鋁鈦中間合金的制備方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不 足，其雜質(zhì)元素含量極低、主元素含量均勻、成本較低，所得高純鋁鈦中間合金雜質(zhì)元素 含量均不大于0.03%。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的一種高純鋁鈦中間合金的制備方 法，其按以下步驟進(jìn)行采用質(zhì)量等級為鈦含量不小于75%的鈦劑、A199.99以上等級牌 號高純鋁液為原料，熔煉過程通過噴粉精煉機(jī)，以氮氣或氬氣為載體，將鋁熔體用精煉 劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣，氮氣或氬氣流量為10 NL/min至35NL/min，氣體壓 力為0.1^/^&至0.3^^&，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg至6kg，生產(chǎn)過程溫度控制 在850°C至950°C之間，在熔鋁表面撒入Imm至3mm鋁熔體用覆蓋劑。下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)
上述熔煉設(shè)備可采用中頻感應(yīng)爐，添加75鈦劑的方式為分3批至5批加入，熔煉時 間為自75鈦劑加入完畢后20分鐘至50分鐘。上述高純鋁鈦中間合金的制備方法可按以下步驟進(jìn)行將A199.99以上牌號高 純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至800°C至850°C時，撒入Imm至3_厚度的鋁熔體用覆蓋齊U，當(dāng)鋁熔體溫度達(dá)到850至950°C時，按鋁熔體重量的6%至7.5%的比例分3批至5批 加入75鈦劑，并持續(xù)攪拌，待75鈦劑完全熔化，使用噴粉精煉機(jī)，以氮氣或氬氣為載 體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣10分鐘至15分鐘，氮氣或氬氣流 量為10 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0.1 MPa至0.3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每 噸鋁用2 kg至6kg，熔煉時間為自75鈦劑加入完畢后20分鐘至50分鐘，精煉完畢后持 續(xù)攪拌并升溫到900°C至950°C后取樣、鑄錠得到高純鋁鈦中間合金。
本發(fā)明所得高純鋁鈦中間合金雜質(zhì)元素含量均不大于0.03%，雜質(zhì)元素含量極 低，主元素偏析程度小，含量均勻，特別能有利于高純鋁合金的生產(chǎn)。
具體實施例方式本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實際情況來確定具 體的實施方式。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實施例1，該高純鋁鈦中間合金的制備方法按以下步驟進(jìn)行采用質(zhì)量等級為鈦含 量不小于75%的鈦劑、A199.99以上等級牌號高純鋁液為原料，熔煉過程通過噴粉精煉 機(jī)，以氮氣或氬氣為載體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣，氮氣或 氬氣流量為10 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0.1 MPa至0.3MPa，鋁熔體用精煉劑 用量為每噸鋁用2 kg至6kg，生產(chǎn)過程溫度控制在850°C至950°C之間，在熔鋁表面撒入 Imm至3mm鋁熔體用覆蓋劑。實施例2，該高純鋁鈦中間合金的制備方法按以下步驟進(jìn)行采用質(zhì)量等級為 鈦含量不小于75%的鈦劑、A199.99以上等級牌號高純鋁液為原料，熔煉過程通過噴粉精 煉機(jī)，以氮氣或氬氣為載體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣，氮氣 或氬氣流量為10 NL/min，氣體壓力為0.1 MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg， 生產(chǎn)過程溫度控制在850°C，在熔鋁表面撒入Imm鋁熔體用覆蓋劑。實施例3，該高純鋁鈦中間合金的制備方法按以下步驟進(jìn)行采用質(zhì)量等級為 鈦含量不小于75%的鈦劑、A199.99以上等級牌號高純鋁液為原料，熔煉過程通過噴粉精 煉機(jī)，以氮氣或氬氣為載體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣，氮氣 或氬氣流量為35NL/min，氣體壓力為0.3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用6kg，生 產(chǎn)過程溫度控制在950°C，在熔鋁表面撒入3mm鋁熔體用覆蓋劑。實施例4，與實施例1至實施例3的不同之處在于實施例4熔煉設(shè)備采用中頻 感應(yīng)爐，添加75鈦劑的方式為分3批至5批加入，熔煉時間為自75鈦劑加入完畢后20 分鐘至50分鐘。實施例5，與實施例4的不同之處在于實施例5熔煉設(shè)備采用中頻感應(yīng)爐，添 加75鈦劑的方式為分3批加入，熔煉時間為自75鈦劑加入完畢后20分鐘。實施例6，與實施例4的不同之處在于實施例6熔煉設(shè)備采用中頻感應(yīng)爐，添 加75鈦劑的方式為分5批加入，熔煉時間為自75鈦劑加入完畢后50分鐘。實施例9，該高純鋁鈦中間合金的制備方法按以下步驟進(jìn)行將A199.99以上牌 號高純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至800°C至850°C時，撒入Imm至3mm厚度的鋁熔體用 覆蓋劑，當(dāng)鋁熔體溫度達(dá)到850至950°C時，按鋁熔體重量的6%至7.5%的比例分3批至5批加入75鈦劑，并持續(xù)攪拌，待75鈦劑完全熔化，使用噴粉精煉機(jī)，以氮氣或氬氣為 載體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣10分鐘至15分鐘，氮氣或氬氣 流量為10 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0.1 MPa至0.3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為 每噸鋁用2 kg至6kg，熔煉時間為自75鈦劑加入完畢后20分鐘至50分鐘，精煉完畢后 持續(xù)攪拌并升溫到900°C至950°C后取樣、鑄錠得到高純鋁鈦中間合金。
實施例10，該高純鋁鈦中間合金的制備方法按以下步驟進(jìn)行將A199.99以上 牌號高純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至800°C時，撒入Imm厚度的鋁熔體用覆蓋劑，當(dāng)鋁 熔體溫度達(dá)到850時，按鋁熔體重量的6%的比例分3批加入75鈦劑，并持續(xù)攪拌，待 75鈦劑完全熔化，使用噴粉精煉機(jī)，以氮氣或氬氣為載體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入 熔體中，進(jìn)行精煉除渣10分鐘，氮氣或氬氣流量為10 NL/min，氣體壓力為O.lMPa，鋁 熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg，熔煉時間為自75鈦劑加入完畢后20分鐘，精煉完畢 后持續(xù)攪拌并升溫到900°C后取樣、鑄錠得到高純鋁鈦中間合金。實施例11，該高純鋁鈦中間合金的制備方法按以下步驟進(jìn)行將A199.99以上 牌號高純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至850°C時，撒入3mm厚度的鋁熔體用覆蓋劑，當(dāng)鋁 熔體溫度達(dá)到950°C時，按鋁熔體重量的7.5%的比例分5批加入75鈦劑，并持續(xù)攪拌， 待75鈦劑完全熔化，使用噴粉精煉機(jī)，以氮氣或氬氣為載體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴 入熔體中，進(jìn)行精煉除渣15分鐘，氮氣或氬氣流量為35NL/min，氣體壓力為0.3MPa， 鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用6kg，熔煉時間為自75鈦劑加入完畢后50分鐘，精煉完 畢后持續(xù)攪拌并升溫到950°C后取樣、鑄錠得到高純鋁鈦中間合金。在本發(fā)明中百分比％都為重量百分比。在本發(fā)明中鋁熔體用覆蓋劑和鋁熔體用精煉劑都采用現(xiàn)有公知或/和市售的
女口
廣 PFt ο以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實施效 果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。上述實施例1至實施例11按下述表爐次所得高純鋁鈦中間合金經(jīng)過檢測，其平 均成份如下表1所示。通過以上表中1、2、3、4爐次試驗數(shù)據(jù)表明，使用本發(fā)明生產(chǎn)的高純鋁鈦中間 合金雜質(zhì)元素含量均不大于0.03%，雜質(zhì)元素含量極低；通過對第四爐次爐內(nèi)熔體的上 部、中部和下部分別取樣化驗檢測化學(xué)成份結(jié)果來看，同一爐次爐內(nèi)鋁釩中間合金鈦元 素化學(xué)成份波動在4.8 4.9%之間，表明熔體偏析程度非常小。通過使用本發(fā)明生產(chǎn)的 高純鋁鈦中間合金生產(chǎn)高純鋁合金，高純鋁合金中雜質(zhì)元素含量及V元素含量完全滿足 設(shè)計要求。本發(fā)明生產(chǎn)的高純鋁鈦中間合金雜質(zhì)元素含量低、主元素偏析程度小，含量 均勻。
權(quán)利要求
1.一種高純鋁鈦中間合金的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行采用質(zhì)量等級 為鈦含量不小于75%的鈦劑、A199.99以上等級牌號高純鋁液為原料，熔煉過程通過噴粉 精煉機(jī)，以氮氣或氬氣為載體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣，氮 氣或氬氣流量為10 NL/min至35NL/min，氣體壓力為0.1 MPa至0.3MPa，鋁熔體用精煉 劑用量為每噸鋁用2 kg至6kg，生產(chǎn)過程溫度控制在850°C至950°C之間，在熔鋁表面撒 入Imm至3mm鋁熔體用覆蓋劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純鋁鈦中間合金的制備方法，其特征在于熔煉設(shè)備采用中 頻感應(yīng)爐，添加75鈦劑的方式為分3批至5批加入，熔煉時間為自75鈦劑加入完畢后20 分鐘至50分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高純鋁鈦中間合金的制備方法，其特征在于按以下步驟 進(jìn)行將A199.99以上牌號高純鋁液在中頻感應(yīng)爐中升溫至800°C至850°C時，撒入Imm 至3mm厚度的鋁熔體用覆蓋劑，當(dāng)鋁熔體溫度達(dá)到850至950°C時，按鋁熔體重量的6% 至7.5%的比例分3批至5批加入75鈦劑，并持續(xù)攪拌，待75鈦劑完全熔化，使用噴粉精 煉機(jī)，以氮氣或氬氣為載體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣10分鐘 至15分鐘，氮氣或氬氣流量為10^17111丨11至35^17111丨11，氣體壓力為0.1 MPa至0.3MPa， 鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2 kg至6kg，熔煉時間為自75鈦劑加入完畢后20分鐘至 50分鐘，精煉完畢后持續(xù)攪拌并升溫到900°C至950°C后取樣、鑄錠得到高純鋁鈦中間合金。
全文摘要
一種高純鋁鈦中間合金的制備方法，其按以下步驟進(jìn)行采用質(zhì)量等級為鈦含量不小于75%的鈦劑、Al99.99以上等級牌號高純鋁液為原料，熔煉過程通過噴粉精煉機(jī)，以氮氣或氬氣為載體，將鋁熔體用精煉劑均勻噴入熔體中，進(jìn)行精煉除渣，氮氣或氬氣流量為10NL/min至35NL/min，氣體壓力為0.1MPa至0.3MPa，鋁熔體用精煉劑用量為每噸鋁用2kg至6kg，生產(chǎn)過程溫度控制在850℃至950℃之間，在熔鋁表面撒入1mm至3mm鋁熔體用覆蓋劑。本發(fā)明所得高純鋁鈦中間合金雜質(zhì)元素含量均不大于0.03%，雜質(zhì)元素含量極低，主元素偏析程度小，含量均勻，特別能有利于高純鋁合金的生產(chǎn)。
文檔編號C22C21/00GK102011022SQ20101061540
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者何新光, 李玉梅, 艾買爾依斯義 申請人:新疆眾和股份有限公司