细晶铝锭及其工业应用

《细晶铝锭及其工业应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、．120．2008年全国铝合金熔铸技术交流会文集细晶铝锭及其工业应用左秀荣，王明星，翁永刚，宋天福，仲志国，孙海斌(郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室，河南郑州450052}摘要：郑州大学采用纯铝的电解设备，通过向铝电解槽中添加他03和Ti02混合物的方式，直接电解生产出细晶铝锭。其钛的质量分数不高于0．20％，对细晶铝锭的晶粒度测试，晶粒平均直径不大于350tan。电解法生产的细晶铝锭，由于是通过电解方式加钛，具有生产成本低廉、晶粒细化能力强、高温稳定性和长效性好、钛的收得率高等优点。用细

2、晶铝锭熔炼A356、ZLDl08、6063、3003等铝合金的生产工艺简单，生产成本低廉，具有良好的综合性能。关键词：细晶铝锭；细化能力；工业应用细晶铝锭是郑州大学采用纯铝的电解设备，通过向铝电解槽中添加她03和Tiq的混合物，直接电解生产的。其钛的质量分数不高于O．20％，对细晶铝锭的晶粒细度测试，晶粒平均直径不大于350／．tm。以此细晶铝锭为原材料，通过添加其他合金元素可以生产标准牌号的变形铝合金和铸造铝合金。电解法生产细晶铝锭的工艺已进行长期的工业化试验，本工艺已获国家发明专利(zL99124

3、911．9，一种含钛铝合金的制造方法)。细晶铝锭已制定出中华人民共和国有色金属行业标准。1细晶铝锭的电解生产2000年底，郑州大学材料物理教育部重点实验室，在三门峡天元铝业公司42kA自焙电解槽中进行电解法生产细晶铝锭的工业试验。本次工业试验共进行了5个完整的出铝周期，每个出铝周期为3天，直接电解生产了钛的质量分数为0．178％一0．526％的铝锭。这次电解试验，成功生产出系列含钛铝锭，并得出了初步结论：采用纯铝的电解设备，在基本不改变纯铝电解工艺的条件下，可用电解法生产含钛铝锭；当铝液中的平均钛的质

4、量分数在O．3％以下时，对电解槽的工艺参数几乎没有影响，对电解槽的电流效率等指标影响很小¨J。本实验室于2002年在河南省登封铝业有限公司80KA预焙电解槽进行了为期6个月的细晶铝锭工业试验。试验结果表明：在电解槽中加入氧化钛，对电解槽工艺参数几乎没有影响，对电解槽电流效率、物料和能源消耗等指标影响很小，电解槽各项技术指标和工艺参数与纯铝电解的十分相近；在整个电解过程中，钛的回收率平均在95％以上，当铝液中钛的质量分数达到稳定含量后，钛回收率几乎达到100％。因此，在现有纯铝电解设备上，可进行细晶铝锭

5、的较大规模工业生产旧。3J。此后，在登封电厂集团铝合金有限公司160kA预焙电解槽上，实现了细晶铝锭的电解生产及细晶铝锭熔体直接熔铸A356铝合金、6063铝合金的工业化生产。郑州大学起草的中华人民共和国有色金属行业标准《细晶铝锭》于2005—12—01实施。本标准规定，细晶铝锭按化学成分分为4个牌号：XAI99．70A-1，煳99．70A．2，XAI99．70A．3，XAl99．70A-4。细晶铝锭的化学成分如表l所示。2008年全国铝合金熔铸技术交流会文集·121·2细晶铝锭的细化能力取各种细化方

6、法熔炼的钛的质量分数为0．01％的铝熔体，在7150C一720℃浇入外径75mm、高25Inln、壁厚5mm的不锈钢环中，然后检查试样表面晶粒直径，依此观测不同细化方法的细化能力。通过研究发现，电解法生产的细晶铝锭具有以下优点：(1)晶粒细化能力强。含加(Ti)=O．01％的细晶铝锭的晶粒细化能力比A1．5Ti中间合金的强，低倍组织晶粒度级别为2．5级；埘(RE)O．3％的细晶铝锭细化效果与A1．5Ti．1B中间合金的不同晶粒细化效果相近，低倍组织晶粒度级别为1．5级；细晶铝锭1,0(RE)=0．3％

7、似(B)=0．002％联合细化，低倍组织晶粒度级别为1级。(2)高温稳定性好。在实际生产中，在高温生产条件下熔炼化学成分符合GB／T3190和GB／T8733规定的铝合金，其晶粒并未明显粗化。(3)长效性好。细晶铝锭熔体在740％保温时间在720min以内，晶粒并未明显粗化。(4)遗传性好。4次重熔细晶铝锭，晶粒平均直径变化不大。(5)钛的回收率高。用细晶铝锭熔体熔炼合金过程中，钛的回收率为80．O％一90．O％。从工业铝电解槽中直接取不同钛的质量分数的细晶铝锭熔体，浇人外径40mm、高35mm、壁厚

8、3mm的铸铁模具中，制取试样，研究钛含量对其平均晶粒直径的影响。结果表明：随着细晶铝锭含钛量的增加，合金的晶粒尺寸下降，但下降的速度逐渐趋缓，当细晶铝锭中∞(Ti)为0．2％时，其平均晶粒直径为122tan。硼可改善细晶铝锭中钛的晶粒细化作用，按幻(B)／w(Ti)比为1：5加入硼，细晶铝锭中埘(Ti)=0．03％时，硼的细化作用不明显；1,O(Ti)=0．05％～0．15％时，硼的细化作用明显；彬(Ti)在O．05％。O．20％范围内，随着钛、硼含量的