B_2O_3替代KBF_4用氟盐法制备Al-Ti-B晶粒细化剂的研究

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。