|
弥散型Al-Ti-C中间合金
——山东省优秀中青年奖励基金项目、国家发明专利技术
一、产品适用场合
铝钛碳合金适用于变形铝加工行业，铝合金、锌合金和镁合金铸造行业。
● 能消除铝板、管、棒锭中的羽毛晶、浮游晶、柱状晶、裂纹、表面起皮、断面晶粒度不均匀、穿孔和偏析等缺陷。显著提高铝材的强韧性、组织均匀性、致密性、耐蚀性、加工工艺性和表面质量等。
● 克服含TiB2细化剂的不足，提高箔材的质量。
不适用于Si≥7%的铝合金；在细化含Zr铝合金时，需要与特殊工艺相配合。
二、产品背景
晶粒组织的微细化能显著提高合金的强韧性、耐蚀性和加工工艺性等。Al-Ti-B中间合金目前被广泛地用于铝合金的晶粒细化。但随着对铝制品质量要求的不断提高，它在应用过程中也逐渐暴露出以下缺点：
● Al-Ti-B中的TiB2粒子尺寸较大（0.5-3微米），极易聚集成团，阻塞过滤器，并导致许多缺陷：如在铝印刷基板上出现轴线条纹，在铝箔上出现穿孔等。
● TiB2形核率低（小于1%），99%以上以杂质形式存在。
研究表明，TiC显示出较小的尺寸（1微米以下）、较低的聚集倾向和较高的形核率，特别是"弥散型Al-Ti-C中间合金"。
三、产品特点
● TiC为亚微米尺度，平均尺寸≤500nm
● TiC颗粒呈弥散分布
● TiC形核率高，Al-5Ti-0.35C中TiC的形核率是TiB2的5倍以上
● 细化效果显著，见效快，加入后1分钟即达到理想的变质效果
 
低Ti:C比Al-1Ti-0.6C中间合金的微观组织
|
四、产品规格
根据成分不同分为：Al-10Ti-1C、Al-5Ti-0.5C、Al-5Ti-0.35C、Al-5Ti-0.25C、Al-8Ti-2C和Al-3Ti-0.15C等。以Ф9.5的丝状和锭状两种产品为主。
|
Al-Ti-C master alloys |
|
Alloy |
Composition Limits
Maximum unless shown as a range |
Application occasions |
Form |
|
|
5% Ti .25% C |
Ti |
4.5-5.5 |
Si |
0.3 |
Others each |
0.03 |
Al wrought alloys |
|
|
C |
.18-.30 |
Fe |
0.3 |
Total |
0.1 |
Al casting alloys |
Rod & Ingot |
|
|
|
B |
0.004 |
|
|
Zinc alloys |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5% Ti .5% C |
Ti |
4.5-5.5 |
Si |
0.3 |
Others each |
0.03 |
Al casting alloys |
|
|
C |
.45-.55 |
Fe |
0.3 |
Total |
0.1 |
Al wrought alloys |
Rod & Ingot |
|
|
|
B |
0.004 |
|
|
Zinc alloys |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2% Ti .8% C |
Ti |
1.5-2.5 |
Si |
0.3 |
Others each |
0.03 |
|
|
|
C |
.55-1.0 |
Fe |
0.3 |
Total |
0.1 |
Mg-Al alloys |
Rod & Ingot |
|
|
|
B |
0.004 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1% Ti .6% C |
Ti |
0.6-1.5 |
Si |
0.3 |
Others each |
0.03 |
|
|
|
|
|
C |
.30-.80 |
Fe |
0.3 |
Total |
0.1 |
Mg-Al alloys |
Rod & Ingot |
|
|
|
五、技术支持
相关技术已授权国家发明专利3项。围绕应用基础工作发表了系列学术论文，对Al-Ti-C中间合金的使用提供了技术支持。
主要论文如下：
- Ding Haimin, Liu Xiangfa, Yu Lina. The influence of forming processes on the distribution and morphologies of TiC in Al–Ti–C master alloys, Scripta Materialia, 2007; 57: 575-578
- Haimin Ding, Xiangfa Liu, Lina Yu. Influence of zirconium on grain refining efficiency of Al–Ti–C master alloys, Journal of Material Science, 2007; 42:9817–9821
- Yu Lina, Liu Xiangfa, Wang Zhenqing, Liu Jianwen. Instability of TiC and TiAl3 compounds in Al-10Mg and Al-5Cu alloys by addition of Al-Ti-C master alloy, Journal of University of Science and Technology Beijing: Mineral Metallurgy Materials (Eng Ed), 2006; 13(2) : 145-148
- Wang Zhenqing,Liu Xiangfa, Bian Xiufang. Reaction in the Al-TiO2-CB4 System and in Situ Synthesis of an Al/(TiC+TiB2+a-Al2O3) Composite. Advanced Engineering Materials,2004; 6(12): 276-281
- Wang Zhenqing,Liu Xiangfa, Zhang Junyan and Bian Xiufang. The Reaction Mechanism in Al-C Binary System Through DSC and XRD,Journal of Materials Science,2004;39(6): 2179-2181
- Wang Zhenqing, Liu Xiangfa and Bian Xiufang. Reaction mechanism in an Al-TiO2-C system for producing in-situ Al/(TiC+Al2O3) composite, Journal of Materials Science 2004;39（2）：663-666
- Liu Yanhui, Liu Xiangfa,Bian Xiufang.Grain refinement of Mg-Al alloys with Al4C3-SiC/Al master alloy, Materials Letters,2004;58( 7-8):1282-1287
- Wang Zhenqing, Liu Xiangfa and Bian Xiufang. Microstructure and its influence on refining performance of AlTiC master alloys, Materials Science and Technology, 2003;19 (12)：1709-1714
- Wang Zhenqing, Liu Xiangfa and Bian Xiufang. Reaction mechanism in the ball-milled Al-C powders, Journal of Materials Science Letters,2003; 22:1427-1429
- Liu Xiangfa, Wang Zhenqing, Zhang Zuogui, Bian Xiufang. The Relationship between Microstructures and Refining Performances of Al-Ti-C Master Alloys. Materials Science and Engineering A, 2002; A332: 70-74
- 张作贵，刘相法，边秀房. Al-Ti-C系中TiC形成热力学及动力学，金属学报, 2000; 36(10): 1025-1029
- 王振卿，刘相法，边秀房. 制备多物相AlTiC合金的Ti与C熔体反应法, 中国有色金属学报, 2003; 13（6）：1407-1413
- 柳延辉，刘相法，李挺宾，边秀房，张均艳. Al-Ti-C中间合金对Mg-Al合金的晶粒细化作用，中国有色金属学报，2003；（3）：622-625
- 柳延辉，刘相法. TiC/Al和SiC/Al中间合金对Mg-Al系合金晶粒的细化，铸造，2003；52（7）：472-47
- 于丽娜，刘相法，乔进国，边秀房. Al-Ba中间合金及其对共晶Al-Si合金的变质处理，铸造，2003；52（8）：613-615
- 柳延辉，李挺宾，刘相法，王振卿，韩延峰，边秀房. 微量Mg、Si对AlTiC中间合金细化效果的促进作用，铸造，2002；51（50）：599- 602
|
