專利名稱：含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑與含釩鈦的鋁合金及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋁及鋁合金領(lǐng)域，涉及含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑與含釩鈦的鋁合金以 及它們的制備方法。
背景技術(shù)：
鋁合金因重量輕、資源豐富、綜合性能好等特點(diǎn)，已在機(jī)械、交通運(yùn)輸、航天與 軍事工業(yè)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，其需求逐年增加。隨著高新技術(shù)發(fā)展，對鋁及鋁合金 的綜合機(jī)械性能提出更高的要求。根據(jù)Hall—Petch公式，細(xì)化晶粒是提高鋁及鋁合金的 強(qiáng)度和改善其塑性與韌性的有效手段。因此，可運(yùn)用不同的晶粒細(xì)化方法來獲得具有細(xì) 小的等軸晶組織的鋁及鋁合金，而向熔體中添加晶粒細(xì)化劑是最簡便有效的方法。鋁及 鋁合金生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的細(xì)化劑多以含鈦的碳化物、硼化物為主，但近十幾年的工業(yè)應(yīng)用 中，發(fā)現(xiàn)在使用過程中存在一些不足，如A1-Ti-B中間合金作為其晶粒細(xì)化劑，但因添加 此類細(xì)化劑而產(chǎn)生的TiB2粒子會在鋁液中聚集、沉淀，不僅導(dǎo)致對鋁及鋁合金晶粒的細(xì) 化效果的衰退，特別是對含Zr、 Cr的鋁合金，易造成TiB2粒子"中毒"，甚至失去對鋁 及鋁合金的細(xì)化效果，而且由于TiB2粒子團(tuán)尺寸較大，不利于鋁箔等制品的后續(xù)加工； 使用A1-Ti-C中間合金作為細(xì)化劑時(shí),雖然添加細(xì)化劑產(chǎn)生的TiC粒子尺寸較小，且不像 TiB2粒子那樣易于聚集，因而在生產(chǎn)鋁箔的時(shí)候更有潛力，但是液態(tài)鋁與碳的潤濕性較 差，且TiC粒子容易與鋁熔體反應(yīng)生成AUC3，同樣導(dǎo)致對鋁及其合金的細(xì)化效果的快速 衰退?？傊捎趥鹘y(tǒng)的晶粒細(xì)化劑本身的一些缺陷，也同樣制約了鋁及鋁合金綜合性 能的提高。因此，有必要進(jìn)一步的開發(fā)與研究新的細(xì)化劑和鋁合金體系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑、含釩鈦 的鋁合金以及它們的制備方法，以提高鋁及鋁合金的綜合性能。 一、含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所述含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑，其組分包括鋁、釩、鈦、碳或/和氮，各組 分的重量百分?jǐn)?shù)為鋁1~99%，釩0.01~77%，鈦0.01~77%，碳0~20%,氮0~23%;其 中，碳、氮在所述中間合金細(xì)化劑中至少有一種存在。
本發(fā)明所述含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑，其制備方法有以下五種。
1、第一種制備方法的工藝步驟-. (1)配料
原料為鋁和含釩鈦基料，按照上述含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑所述的鋁、釩、鈦、 碳或/和氮的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算和秤量所述原料；
7(2) 混合與成型將步驟(1)配好的鋁和含釩鈦基料進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間以上述原料混合均勻?yàn)橄蓿?然后將混合均勻的原料壓制成型或烘干后壓制成型，形成壓坯；(3) 燒結(jié)將步驟(2)制備的壓坯置于熱處理爐中，在通入氮?dú)饣驓鍤饣驓錃獾臍夥障聼Y(jié), 燒結(jié)溫度300 750'C，保溫時(shí)間0.5 4小時(shí)，保溫結(jié)束后隨爐冷卻至100。C以下出爐，即 得到含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑；上述方法中，所述含釩鈦基料為(V!-xTix) Cy， (V"Tix) Ny， (Vi-xTix) (d-y,Ny)中 的至少一種，或?yàn)閂Cy， VNy， V(d-y,Ny)中的至少一種和TiCy, TiNy， Ti(C ^y,Ny)中的 至少一種，所述VCy ，VNy,，TiCy， HNy,(Vl-XTix) Cy和(V^Tix) Ny中，0<X<1，0 < y《1 ，所述(Vt-xTix) (C!.y,Ny)， V (C!.y,Ny)， Ti(d.y,Ny)中，0<x<l， 0<y<l。2、 第二種制備方法的工藝步驟(1) 配料原料為鋁或鋁合金和含釩鈦基料，按照上述含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑所述的鋁、 釩、鈦、碳或/和氮的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算和秤量所述原料；(2) 熔化將步驟(1)配好的鋁或鋁合金置于加熱爐中，通惰性氣體形成保護(hù)氣氛或加覆蓋劑，然后加熱使其形成65(TC 120(rC的熔融鋁液或鋁合金液，再將步驟(1)中稱量好 的含釩鈦基料加入鋁液或鋁合金液中并攪拌均勻后，在65(TC 1200'C保溫0.1 2小時(shí)；(3) 澆鑄凝固將步驟(2)制備的合金液澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即 得到含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑；上述方法中，所述含釩鈦基料為(V!.xTix) Cy, (V"Tix) Ny， (V"Tix) (C!-y,Ny)中 的至少一種，或?yàn)閂Cy，VNy，V(d.y,Ny)中的至少一種和TiCy，TiNy，Ti(C i-y，Ny)中的至少一種，所述VCy ， VNy,， TiCy， TiNy， (V"Tix) Cy和(V^Tix) Ny中，0<X<1， 0 <y《l，所述(V!-xTix) (C!-y,Ny)， V(Q-y,Ny)， Ti(C,.y,Ny)中，0<x<l， 0<y<l;上述方法中，所述覆蓋劑為氯化鉀、氯化鈉、氯化鋰、氟化鉀、硫酸氫鈉中的至少一種。3、 第三種制備方法的工藝步驟(1) 配料原料為鋁、含釩基料、含鈦基料和碳質(zhì)還原劑，按照上述含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑所述的鋁、釩、鈦、碳的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算和秤量所述原料；(2) 混合與成型將步驟(1)配好的鋁粉、含釩基料、含鈦基料和碳質(zhì)還原劑進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間 以上述原料混合均勻?yàn)橄?，然后將混合均勻的原料壓制成型或烘干后壓制成型，形成?坯；
(3)燒結(jié)
將步驟(2)制備的壓坯置于還原反應(yīng)爐中，或?qū)⒉襟E(2)制備的壓坯置于還原反 應(yīng)爐中并通入氮?dú)饣虬睔饣蚱浠旌蠚怏w，待排除爐內(nèi)空氣以后升溫至50(TC 65CTC保 溫0.5小時(shí) 2小時(shí)，然后加熱到90(TC 130(rC保溫l ~4小時(shí)，保溫結(jié)束后隨爐冷卻至IOO 'C以下出爐，即得到含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑；
或?qū)⒉襟E(2)制備的壓坯置于還原反應(yīng)爐中，在真空條件下升溫至50(TC 65CTC 保溫0.1 2小時(shí)，或在真空條件下升溫至50(TC 65(TC時(shí)加入氮?dú)饣虬睔饣蚱浠旌蠚怏w 并于50(TC 650。C保溫0.1 2小時(shí)，然后加熱到卯0。C 130(TC保溫1 ~4小時(shí)，保溫結(jié)束 后隨爐冷卻至100'C以下出爐，即得到含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑；
上述方法中，所述含釩基料為V205、 V203、偏釩酸銨中的至少一種，所述含鈦基料 為1102、偏鈦酸中的至少一種，所述碳質(zhì)還原劑為炭黑、活性炭、石墨、木炭中的至少 一種。
4、 第四種制備方法的工藝步驟-
(1) 配料
原料為鋁、含釩基料、含鈦基料、碳質(zhì)還原劑和自蔓延誘發(fā)劑，鋁、含釩基料、含 鈦基料和碳質(zhì)還原劑按照上述含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑所述的鋁、釩、鈦、碳的重量 百分?jǐn)?shù)計(jì)算和秤量，自蔓延誘發(fā)劑為鋁、含釩基料、含鈦基料和碳質(zhì)還原劑總重量的
0.1~5%;
(2) 混合與成型
將步驟(1)配好的鋁、含釩基料、含鈦基料、碳質(zhì)還原劑和自蔓延誘發(fā)劑進(jìn)行球 磨，球磨時(shí)間以所述原料混合均勻?yàn)橄?，然后將混合均勻的原料壓制成型或烘干后壓?成型，形成壓坯；
(3) 自蔓延合成
將步驟(2)制備的壓坯置于加熱爐中，或?qū)⒉襟E(2)制備的壓坯置于加熱爐中并 通入氮?dú)?，?00。C 130(TC誘發(fā)自蔓延反應(yīng)，反應(yīng)完成后，隨爐冷卻至10(TC以下出爐， 即得到含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑；
所述含釩基料為釩、含釩氧化物中的至少一種，所述含鈦基料為鈦、含鈦氧化物中 的至少一種，所述碳質(zhì)還原劑為炭黑、活性炭、石墨、木炭粉中的至少一種，所述自蔓 延誘發(fā)劑為鎂、氯化鈣、鈣中的一種。
5、 第五種制備方法的工藝步驟(1) 配料
原料為鋁、含釩基料、含鈦基料、碳質(zhì)還原劑和自蔓延誘發(fā)劑，鋁、含釩基料、含鈦基料和碳質(zhì)還原劑按照上述含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑所述的鋁、釩、鈦、碳的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算和秤量，自蔓延誘發(fā)劑為鋁、含釩基料、含鈦基料和碳質(zhì)還原劑總重量的0.1~5%;
(2) 混合與成型
將步驟(1)配好的含釩基料、含鈦基料、碳質(zhì)還原劑和自蔓延誘發(fā)劑進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間以所述原料混合均勻?yàn)橄?，然后將混合均勻的原料壓制成型或烘干后壓制成型，形成壓坯?br> (3) 自蔓延合成
將步驟(1)計(jì)量的鋁置于加熱爐中加熱形成80(TC 130(rC的熔融鋁液，或?qū)⒉襟E(1)計(jì)量的鋁置于加熱爐中并通入氮?dú)猓缓蠹訜嵝纬?00'C 130(TC的熔融鋁液，再將步驟(2)制備的壓坯置于裝有上述熔融鋁液的加熱爐中，在80(TC 130(TC保溫0.1小時(shí) 2小時(shí)后澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑；
所述含釩基料為釩、含釩氧化物中的至少一種，所述含鈦基料為鈦、含鈦氧化物中的至少一種，所述碳質(zhì)還原劑為炭黑、活性炭、石墨、木炭粉中的至少一種，所述自蔓延誘發(fā)劑為鎂、氯化鈣、鈣中的一種。
二、含釩鈦鋁及鋁合金與制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所述含釩鈦鋁及鋁合金，其化學(xué)成分包括釩和鈦，釩的重量百分?jǐn)?shù)為o.ooi
~1%，鈦的重量百分?jǐn)?shù)為0.001~1%，釩、鈦的存在形式為(VhTix) Cy， (V^Tix) Ny，
(V,.xTix)(d.y,Ny)中的至少一種，或?yàn)閂Cy， VNy ， V (C ! .y,Ny)中的至少 一種和TiCy ， TiNy ，Ti(d.y,Ny)中的至少一種，所述VCy ，VNy，TiCy， TiNy， (V,.xTi》Cy和(V!-xTix) Ny
中，0 < x < 1, 0 < y《1,所述(Vi.xTix) (Ci.y，Ny), V (d.y,Ny), Ti(C!.y,Ny)中，0 < X < 1 ， 0< y < 1。
本發(fā)明所述含釩鈦鋁及鋁合金優(yōu)選以下組分及其含量。
含釩鈦鋁的組分及各組分的重量百分?jǐn)?shù)為0.001~1%V， 0.001 l%Ti， 0~0.35%C，0~0.35%N，余量為A1，其中，碳、氮在鋁中至少有一種存在；
含釩鈦鋁硅合金的組分及各組分的重量百分?jǐn)?shù)為4~22%Si， 0~3.5%Cu， 0~1.3%Mg，0~0.9%Mn， 0.001 l%Ti， 0.001~1%V, 0~0.35%C， 0~0.35%N，余量為Al，其中，碳、氮在所述鋁硅合金中至少有一種存在；
含釩鈦鋁銅合金的組分及各組分的重量百分?jǐn)?shù)為4.0~ll%Cu，0~2.0%Si, 0 ~ 0.25%Mg, 0~1.2%Mn, 0.001~l%Ti， 0.001~1%V， 0~0.35%C， 0~0.35%N，余量為Al，其中，碳、氮在所述鋁銅合金中至少有一種存在；
含釩鈦鋁鎂合金的組分及各組分的重量百分?jǐn)?shù)為4.5~11.0%Mg， 0~1.3%Si， 0~1.5% Zn， 0~1.4%Mn， 0.001~l%Ti， 0.0(H~1%V， 0~0.35%C， 0~0.35%N，余量為Al，
其中，碳、氮在所述鋁鎂合金中至少有一種存在。
本發(fā)明所述含釩鈦鋁及鋁合金，其制備方法有以下兩種。
1、 第一種制備方法的工藝步驟
(1) 配料
原料為鋁或鋁合金和釩源、鈦源，按照上述含釩鈦鋁或鋁合金的化學(xué)成分計(jì)算和秤量所述原料；
(2) 熔化
將步驟(1)配好的鋁或鋁合金置于加熱爐中并通入惰性氣體或加入覆蓋劑，然后加熱使其形成650'C 120(TC的熔融鋁液或鋁合金液，再將步驟(1)中稱量好的釩源、鈦源加入鋁液或鋁合金液中攪拌均勻后于65(TC 120(rC保溫0.1 2小時(shí)；
(3) 澆鑄凝固
將步驟(2)制備的合金液澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦的鋁或鋁合金；
所述釩源、鈦源為上述含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑，或?yàn)?VlJ1》Cy， (VLXTix)
Ny， (Vi.xTix) (d-y,Ny)中的至少一種，或?yàn)閂Cy， VNy， V (C ^y，Ny)中的至少 一 種和TiCy ，TiNy， Ti(C卜y,Ny)中的至少一種，所述VCy ， VNy, ， TiCy， TiNy ， (V卜xTi》Cy和CV^Tix)Ny中，0<X<1，0<y《l，所述(V,.xTix) (Ci.y,Ny)，V(Q.y,Ny)，Ti(C Ly,Ny)中，0<X
< 1， 0<y< 1;
所述覆蓋劑為氯化鉀、氯化鈉、氯化鋰、氟化鉀、硫酸氫鈉中的至少一種。
2、 第二種制備方法的工藝步驟
(1) 配料
原料包括鋁或鋁合金、釩鹽、鈦鹽和碳質(zhì)還原劑，鋁或鋁合金、釩鹽、鈦鹽和碳質(zhì)
還原劑按照上述含釩鈦鋁或鋁合金的除氮以外的化學(xué)成分計(jì)算和秤量；
(2) 混合與成型
將步驟(1)配好的釩鹽、鈦鹽和碳質(zhì)還原劑進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間以所述原料混合
均勻?yàn)橄?，然后將混合均勻的原料壓制成型或用鋁箔包裹形成坯料；
(3) 熔化與澆鑄
將步驟(1)計(jì)量的鋁或鋁合金置于加熱爐中，或?qū)⒉襟E(1)計(jì)量的鋁或鋁合金置
于加熱爐中并通入氮?dú)?，然后加熱?00。C 120(TC形成鋁液或鋁合金液，再將步驟(2)制備的坯料置于裝有上述熔融鋁液或鋁合金液的加熱爐中，于700'C 120(TC保溫0.4小
11時(shí) 2小時(shí)后澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩的鋁或鋁A會.
a五；
所述的釩鹽為釩酸鹽、偏釩酸鹽、多聚釩酸鹽中的至少一種，所述的鈦鹽為鈦酸鹽、 偏鈦酸鹽、硫酸氧鈦中的至少一種，所述碳質(zhì)還原劑為炭黑、活性炭、石墨、木炭粉、 葡萄糖、蔗糖中的至少一種。
本發(fā)明具有以下有益效果
1、 由于本發(fā)明所述含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑中，釩鈦的存在形式為釩鈦的碳化 物或/和釩、鈦的氮化物或/和釩、鈦的碳氮化物，其特點(diǎn)在于釩、鈦復(fù)合加入時(shí)所表現(xiàn) 出來的狀態(tài)和性質(zhì)，并不是它們單獨(dú)加入時(shí)的簡單的線性疊加，而是表現(xiàn)出極為復(fù)雜的 相互作用，因而更能有效地細(xì)化鋁及鋁合金晶粒，且不會導(dǎo)致細(xì)化效果衰退。實(shí)驗(yàn)表明，
本發(fā)明所述含釩鈦細(xì)化劑對鋁及鋁合金的晶粒細(xì)化效果優(yōu)于Al-Ti-B細(xì)化劑。
2、 由于引入了氮，不僅能提高細(xì)化劑的晶粒細(xì)化效果，而且大大改善了合金中碳 與鋁的潤濕性，有利于含釩鈦細(xì)化劑的制備，促進(jìn)含釩鈦細(xì)化劑的工業(yè)化生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。
4、 本發(fā)明所述含釩鈦鋁及鋁合金與現(xiàn)有鋁及鋁合金相比，其晶粒更細(xì)小，機(jī)械性 能提高，應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛。
5、 本發(fā)明所述方法工藝簡單，原料易于獲取，且有利于均衡利用釩、鈦資源，降 低生產(chǎn)成本，因而便于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是加入A1-Ti-B細(xì)化劑的鋁錠表觀形貌照片； 圖2是加入本發(fā)明所述含釩鈦細(xì)化劑的鋁錠表觀形貌照片。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明所述含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑、含釩鈦鋁及鋁合金與它 們的制備方法作進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉lg， (Va95Ti0()5) C粉末99g。將計(jì)量好的鋁粉和(V,Ti,) C粉末進(jìn) 行滾動球磨，球料質(zhì)量比為6 : 1，球磨時(shí)間以原料混合均勻?yàn)橄?約IO小時(shí))，然后將 混合均勻的原料壓制成型，壓坯尺寸為(D1.6cmx2.5cm，繼后將壓坯放入加熱爐中，并 通入氬氣或氫氣，流量1.5L/min，待通入氬氣或氫氣排除爐內(nèi)空氣后(約3min)加熱至 30(rC并于30(TC保溫4h,保溫結(jié)束后隨爐冷卻到10(TC以下出爐，即得到含釩鈦鋁中間 合金細(xì)化劑76.30。/。V-3.78Q/。Ti-18.92。/。C-l。/。Al。
實(shí)施例2本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉lg， VC粉末5.25g， TiC粉末93.75g。將計(jì)量好的鋁粉和VC粉末，TiC 粉末進(jìn)行滾動球磨，球料質(zhì)量比為6:1，球磨時(shí)間以原料混合均勻?yàn)橄?約10小時(shí))， 然后將混合均勻的原料壓制成型，壓坯尺寸為01.6cmx2.5cm，繼后將壓坯放入加熱爐 中，并通入氬氣或氫氣，流量1.5L/min,待通入氬氣或氫氣排除爐內(nèi)空氣后(3min)加 熱至70(TC并于700'C保溫lh，保溫結(jié)束后隨爐冷卻到IO(TC以下出爐，即得到含釩鈦 鋁中間合金細(xì)化劑4.25%V-74.97%Ti-19.78%C-l%Al。
實(shí)施例3
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉lg， (Vo.o5Tio.95) N粉末99g。將計(jì)量好的鋁粉和(Vo.05Tio.95) N粉末進(jìn)
行滾動球磨，球料質(zhì)量比為10:1，球磨時(shí)間以原料混合均勻?yàn)橄?約24小時(shí))，然后 將混合均勻的原料壓制成型，壓坯尺寸為01.6cmx2.5cm，繼后將壓坯放入加熱爐中并 通入氮?dú)猓髁繛?L/min，待通入氮?dú)馀懦隣t內(nèi)空氣后(約3min)加熱至750'C并于750 'C保溫0.5h，保溫結(jié)束后隨爐冷卻到IOCTC以下出爐，即得到含釩鈦鋁中間合金細(xì)化劑 4.06%V-72.60%Ti -22.34%N-1 %A1 。 實(shí)施例4
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉99g， VN粉末0.95g， TiN粉末0.05g。將計(jì)量好的鋁粉置于箱式加熱爐 中并通入氮?dú)饣驓鍤?，然后加熱形?50'C的熔融鋁液，再將稱量好的VN粉末、TiN 粉末加入鋁液中并攪拌均勻后，于650'C保溫2h，保溫結(jié)束后澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫 后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦鋁中間合金細(xì)化劑0.74%V-0.039%Ti -0.221%N-99% Al。
實(shí)施例5
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為ZAlCu4鋁合金99g， VaQ5Ti。.95C粉末lg。將計(jì)量好的鋁合金置于加熱爐中 加熱形成120(TC的熔融鋁液，然后再將稱量好的Va()5Tia95C粉末加入鋁液中并攪拌均 勻，并加入覆蓋劑NaCl和KC1各0.5g或氯化鋰lg或氟化鉀lg或硫酸氫鈉lg，再保溫 O.lh，保溫結(jié)束后澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦鋁 中間合金細(xì)化劑0.04°/。V-0.76%Ti -0.2%C-95.04% Al-3.96%Cu。
實(shí)施例6
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉0.6g， V20s粉末5g , TiO2粉末50g，木炭粉或活性炭17.2g。將計(jì)量 好的鋁粉、V20s粉末、Ti02粉末和木炭粉或活性炭進(jìn)行滾動球磨，球料質(zhì)量比為5 : 1，球磨時(shí)間以原料混合均勻?yàn)橄?約10小時(shí))，然后將混合均勻的原料壓制成型，壓坯尺 寸為01.6cmx2.5cm，繼后將壓坯放入加熱爐中，并同時(shí)通入氮?dú)饣虬睔猓髁勘３衷?3L/min，待排除爐內(nèi)空氣以后(約3min)加熱至650'C并于65(TC保溫0.5h，保溫時(shí)間 屆滿后再升溫至1300'C并于130(TC保溫lh，保溫結(jié)束后隨爐冷卻至IOO'C以下出爐， 即得到含釩鈦鋁中間合金細(xì)化劑3.4%V-72.9%Ti -10.8%C-11.44%N-1.46%A1 。 實(shí)施例7
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉4.3g，偏釩酸銨粉末58.47g，偏鈦酸粉末9.8g，碳黑或石墨粉17.4g。 將計(jì)量好的鋁粉、偏釩酸銨粉末和碳黑或石墨粉進(jìn)行滾動球磨，球料質(zhì)量比為10 : 1， 球磨時(shí)間以原料混合均勻?yàn)橄?約72小時(shí))，然后將混合均勻的原料壓制成型，壓坯尺 寸為(D1.6cmx2.5cm，繼后將壓坯放入加熱爐中，抽真空至10—2Pa后，加熱至50(TC時(shí) 通入氮?dú)?.025MPa，并于500'C保溫2h，保溫時(shí)間屆滿后再升溫至90(TC并于90(TC保 溫4h，保溫結(jié)束后隨爐冷卻到IO(TC以下出爐，即得到含釩鈦鋁中間合金細(xì)化劑 59.290/0V-l 1.15%Ti -10%C-9.55%N-10.01%A1。
實(shí)施例8
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉40g,釩粉10g，鈦粉30g，炭黑或木炭粉5.96g，鎂粉或鎂塊lg。將計(jì) 量好的鋁粉、釩粉、炭黑或木炭粉和鎂粉或鎂塊進(jìn)行滾動球磨，球料質(zhì)量比為10: 1， 球磨時(shí)間以原料混合均勻?yàn)橄?約12小時(shí))，然后將混合均勻的原料壓制成型，壓坯尺 寸為OL6cmx2.5cm，繼后將壓坯烘干后置于加熱爐中并通入氮?dú)?，流速?.3L/min， 升溫至130(TC誘發(fā)自蔓延反應(yīng)，反應(yīng)完成后隨爐冷卻至10(TC以下出爐，即得到含釩鈦 鋁中間合金細(xì)化劑10.22%V-30.65%Ti -10.09%C-8.17%N-40.87%A1 。
實(shí)施例9
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉100g， V203粉末28g， Ti02粉末2g，活性炭3.97g，石墨粉3.73g，鎂
粉或鎂塊3g。將計(jì)量好的鋁粉、V203粉末、Ti02粉末、活性炭，石墨粉和鎂粉或鎂塊
進(jìn)行滾動球磨，球料質(zhì)量比為8 : 1，球磨時(shí)間以原料混合均勻?yàn)橄?約20小時(shí))，然后 將混合均勻的原料壓制成型，壓坯尺寸為01.6cmx2.5cm，繼后將壓坯烘干后置于加熱 爐中并通入氮?dú)?，流速為lL/min,升溫至80(TC誘發(fā)自蔓延反應(yīng)，反應(yīng)完成后隨爐冷卻 至100 °C以下出爐，即得到含釩鈦鋁中間合金細(xì)化齊U 15.09%V-0.95%Ti -2,02%C-2.64%N-79.3%A1。 實(shí)施例10
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
14原料為鋁粉99g， V20s粉末1.48g, Ti02粉末1 g，活性炭或石墨粉1.3g，氯化鈣 2.5g。將計(jì)量好的V20s粉末、Ti02粉末、活性炭或石墨粉和氯化鈣進(jìn)行滾動球磨，球 料質(zhì)量比為6:1，球磨時(shí)間以原料混合均勻?yàn)橄?約10小時(shí))，然后將混合均勻的原料 壓制成型并烘干，壓坯尺寸為<Dl.0cmx2.0cm。將計(jì)量好的鋁粉置于加熱爐中加熱形成 80(TC熔融鋁液，然后將壓坯置于裝有80(TC的熔融鋁液的加熱爐中(利用熔融鋁液的溫 度誘發(fā)自蔓延反應(yīng))，于80(TC保溫2h，保溫結(jié)束后澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄 錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦鋁中間合金細(xì)化劑0.82%V-0.6%Ti -0.34%C -98.24%A1。
實(shí)施例11
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉卯g， V203粉末2g， Ti02粉末4g，碳黑或木炭粉2.9g，鈣粉lg。將 計(jì)量好的V203粉末、Ti02粉末、碳黑或木炭粉和鈣粉進(jìn)行滾動球磨，球料質(zhì)量比為6 : 1， 球磨時(shí)間以原料混合均勻?yàn)橄?約10小時(shí))，然后將混合均勻的原料壓制成型，壓坯尺 寸為0)1.0cmx2.0cm。將計(jì)量好的鋁粉置于馬弗爐中加熱形成130(TC熔融鋁液，然后將 壓坯烘干后置于裝有130(TC的熔融鋁液的馬弗爐中(利用熔融鋁液的溫度誘發(fā)自蔓延反 應(yīng))，于130(TC保溫0.1h，保溫結(jié)束后后澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧 化皮，即得到含釩鈦鋁中間合金細(xì)化劑1.44%V-1.9%Ti -1.61%C -95.05%A1。
實(shí)施例12
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉lkg，實(shí)施例8制備的中間合金細(xì)化劑10.22。/。V - 30.65%Ti - 10.09%C -8.17%N-40.87%A10.2g。將計(jì)量好的鋁粉置于加熱爐中，并通入氬氣保護(hù)，然后加熱使 其形成65(TC的熔融鋁液，再將中間合金細(xì)化劑加入鋁液中攪拌均勻后于65(TC保溫2h， 繼后將合金液澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦的鋁 0.002%V-0.006%Ti-0.002%C-0.00160/oN-99.98840/oAl 。
實(shí)施例13
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉35kg， (Vo.9TiQ1) C粉0.4kg，覆蓋劑氯化鈉175g。將計(jì)量好的鋁粉置 于加熱爐中，并加入覆蓋劑氯化鈉加以保護(hù)，然后加熱使其形成120(TC的熔融鋁液，再 將(Vo,9Ti().,) C粉加入鋁液中攪拌均勻后于1200'C保溫0.1h，繼后將合金液澆鑄成鑄錠， 冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦的鋁0.83%V-0.09%Ti-0.22%C-98.86。/oAl。
實(shí)施例14
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉35kg， (VaiTia9) N粉O. 4kg，覆蓋劑氯化鈉175g。將計(jì)量好的鋁粉置于
15加熱爐中，并加入覆蓋劑氯化鈉加以保護(hù)，然后加熱使其形成1200。C的熔融鋁液，再將
(V0lTia9) N粉加入鋁液中攪拌均勻后于120(TC保溫0.1h，繼后將合金液澆鑄成鑄錠， 冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦的鋁0.09%V - 0.79%Ti - 0.25%N -98.87%A1。 實(shí)施例15
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁硅合金(22°/。Si， 2%Cu, l%Mg， 0.9%Mn, 0.35%Ti， 73.75%Al)99Kg, (V0.7TiQ.3) (Co.sNo.s)粉末lkg。將計(jì)量好的鋁硅合金置于加熱爐中，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)， 流量為3L/min，然后加熱使其形成800。C的熔融鋁硅合金液，再將(Va8TiQ.2) (Ca5N05) 粉末加入鋁硅合金液中攪拌均勻后于80(TC保溫1.5h，繼后將合金液澆鑄成鑄錠，冷卻至 室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦的鋁硅合金21.76%Si-1.98%Cu-0.99%Mg - 0.89%Mn - 0.56%Ti - 0.55%V - 0.12%C - 0.14%N -73.01%A1。
實(shí)施例16
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁硅合金(22Q/。Si, 2%Cu, l%Mg, 0.9%Mn, 0.35%Ti, 73.75%Al)100Kg，實(shí)施例 8中制備的中間合金細(xì)化劑(10.22%V-30.65%Ti-10.09%C-8.17%N-40.87%Al) 20g。將 計(jì)量好的鋁硅合金置于加熱爐中，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，流量為lL/min，然后加熱使其形成 80(TC的熔融鋁硅合金液，再將中間合金細(xì)化劑加入鋁硅合金液中攪拌均勾后于80(TC保 溫1.5h，繼后將合金液澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩 鈦的鋁硅合金21.996%Si - 2%Cu — l%Mg - 0.9%Mn - 0.35%Ti - 0.002%V -0.002%C-0.0016%N - 73.7484%A1。
實(shí)施例17
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁銅合金(8。/oCu,1.0。/oSi, 0.25%Mg, 1.2%Mn, 0.15%Ti, 89.4%Al)2kg，實(shí)施例8 制備的含釩鈦鋁中間合金細(xì)化劑(15.09。/c)V-0.95。/。Ti -2.02%C-2.4%N-79.3%A1) 0.4g，覆 蓋劑氯化鉀或氯化鋰10g。
將鋁銅合金和含釩鈦鋁中間合金細(xì)化劑置于加熱爐中，并加入氯化鉀或氯化鋰予以 保護(hù)，然后加熱使其形成90(TC的熔融鋁銅合金液，攪拌均勻后于90(TC保溫lh，繼后將 合金液澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦的鋁銅合金 8%Cu-l%Si-0.25%Mg-1.2%Mn-0.156%Ti-0.002%V - 0.002%C -0.0016%N -893884%A1。
實(shí)施例18
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下原料為鋁鎂合金(4.5。/。Mg, 0.7%Si, 1.5%Zn, 1.4%Mn， 0.2%Ti，91.7%Al)9.99kg，覆蓋劑
硫酸氫鈉或氟化鉀5g, (VQ.7TiQ.3) (Cq.5N().5)粉末10g。
將計(jì)量好的鋁鎂合金置于加熱爐中，加熱使其形成90(TC的熔融鋁鎂合金液，再將 (VcnTi^HCo.sNo.s)粉末加入鋁鎂合金液中攪拌均勻后于90(TC加入硫酸氫鈉或氟化鉀 于90(TC保溫lh，繼后將合金液澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即 得到含釩鈦的鋁鎂合金4.45%Mg - 0.69%Si - 1.49%Zn - 1.39%Mn - 0.42%Ti - 0.55%V -0.12%C - 0.14o/oN— W.75%A1。 實(shí)施例19
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁鎂合金(4.5。/。Mg, 0.7%Si, 1.5%Zn, 1.4%Mn, 0.2%Ti,91.7%Al)lkg，實(shí)施例8 制備的含釩鈦鋁中間合金細(xì)化劑(15.09%V-0.95%Ti -2.02%C-2.4%N-79.3%A1) 0.2g，覆蓋 劑硫酸氫鈉或氟化鉀5g。
將計(jì)量好的鋁鎂合金和含釩鈦鋁中間合金細(xì)化劑置于加熱爐中，并加入硫酸氫鈉或 氟化鉀予以保護(hù)，然后加熱使其形成90(TC的熔融鋁鎂合金液，攪拌均勻后于90(TC保 溫lh，繼后將合金液澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦 的鋁鎂合金4.5%Mg - 0.7%Si -1.5%Zn - 1.4%Mn - 0.216%Ti - 0.002%V - 0.002%C -0.0016%N — 91.6784% Al。
實(shí)施例20
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉99g,偏釩酸銨或多聚釩酸銨粉末0.04g，硫酸氧鈦粉末0.03g，活性炭 0.05g，石墨粉0.015g。將計(jì)量好的偏釩酸銨或多聚釩酸銨粉末、硫酸氧鈦粉末、活性炭 和石墨粉進(jìn)行滾動球磨，球料質(zhì)量比為6:1，球磨時(shí)間以原料混合均勻?yàn)橄?約10小時(shí))， 然后將混合均勻的原料烘干后用鋁箔包裹，形成坯料。將計(jì)量好的鋁粉置于馬弗爐中加 熱形成70(TC熔融鋁液，然后將坯料置于裝有70(TC的熔融鋁液的馬弗爐中，再升溫至 100(TC保溫40min，保溫結(jié)束后澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面氧化皮，即得 含釩鈦的鋁0.016%V - 0.014%Ti - 0.01 o/oC - 99.96% Al。
實(shí)施例21
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁銅合金(8o/oCu,1.0。/oSi, 0.25%Mg, 1.2%Mn, 0.15%Ti， 89.4%A1 )99g，釩酸銨 粉末1.85g，鈦酸銨lg，炭黑或木炭粉1.5g。將計(jì)量好的釩酸銨粉末、鈦酸銨粉末、活性 炭或石墨粉進(jìn)行滾動球磨，球料質(zhì)量比為6: 1，球磨時(shí)間以原料混合均勻?yàn)橄?約10小 時(shí))，然后將混合均勻的原料壓制成型并烘干，壓坯尺寸為①1.0cmx2.0cm。將計(jì)量好的 鋁合金置于加熱爐中，通入氮?dú)猓髁繛?.5L/min,并加熱至1200。C，然后將壓坯加入
17熔融鋁液中攪拌，并在120(TC保溫0.4h,保溫結(jié)束后澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄 錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦的鋁合金.7.88%Cu - 0.99%Si -0.25%Mg - 1.18%Mn -0.55%Ti- 0.8%V - 0.29%C -0.3%N - 87.76% Al; 實(shí)施例22
本實(shí)施例所用原料及工藝步驟如下
原料為鋁粉750g，偏釩酸鈉粉末17.63g，鈦酸鈉粉末15g，葡萄糖10g,蔗糖15g。將 計(jì)量好的偏釩酸鈉粉末、鈦酸鈉粉末、葡萄糖、蔗糖進(jìn)行滾動球磨，球料質(zhì)量比為6 : 1， 球磨時(shí)間以原料混合均勻?yàn)橄?約24小時(shí))，然后將混合均勻的原料用鋁箔包裹形成坯 料；將計(jì)量好的鋁粉置于加熱爐中，加熱形成70(TC的熔融鋁液，將坯料置于裝有70(TC 的熔融鋁液的馬弗爐中，攪拌均勻后于700。C保溫2h，保溫結(jié)束后澆鑄成鑄錠，冷卻至 室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦的鋁0.96%V - 0 .78%Ti - 0.35%C -97.91%A1。
實(shí)施例23
在兩個(gè)箱式加熱爐中分別放入300g鋁塊，然后將兩個(gè)箱式爐的爐溫均升溫至725 °C，待鋁塊完全熔融后，向一個(gè)箱式爐中加入1.5g細(xì)化劑71.70。/。Ti-8.09。/。B-20.21。/。Al， 向另一個(gè)箱式爐中加入1.5g細(xì)化劑76.30%V-3.78%Ti-18.92%C-l%Al (本專利申請實(shí)施 例1制備含釩鈦鋁中間合金細(xì)化劑)，經(jīng)保溫2min后澆鑄成鋁錠，冷卻至室溫后去掉 鋁錠表面的氧化皮，分別對鋁錠的截面進(jìn)行拍照，所獲照片如圖l、圖2所示，圖l是 加入Al-Ti-B細(xì)化劑的鋁錠表觀形貌照片；圖2是加入本發(fā)明所述含釩鈦鋁中間合金細(xì) 化劑的鋁錠表觀形貌照片。將兩張照片相對比可以看出，圖1中鋁錠截面顯示的晶粒明 顯比圖2中鋁錠截面顯示的晶粒粗大。該實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明所述含釩鈦鋁中間合金細(xì)化 劑對鋁及鋁合金的晶粒細(xì)化效果優(yōu)于Al-Ti-B細(xì)化劑。
權(quán)利要求
1、含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑，其特征在于所述細(xì)化劑的組分包括鋁、釩、鈦、碳或/和氮，各組分的重量百分?jǐn)?shù)為鋁1～99％，釩0.01～77％，鈦0.01～77％，碳0～20％，氮0～23％；其中，碳、氮在所述中間合金細(xì)化劑中至少有一種存在。
2、 一種含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑的制備方法，其特征在于工藝步驟如下(1) 配料原料為鋁和含釩鈦基料，按照權(quán)利要求1中所述的鋁、釩、鈦、碳或/和氮的重量百 分?jǐn)?shù)計(jì)算和秤量所述原料；(2) 混合與成型將步驟(1)配好的鋁和含釩鈦基料進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間以上述原料混合均勻?yàn)橄蓿?然后將混合均勻的原料壓制成型或烘干后壓制成型，形成壓坯；(3) 燒結(jié)將步驟(2)制備的壓坯置于熱處理爐中，在通入氮?dú)饣驓鍤饣驓錃獾臍夥障聼Y(jié)， 燒結(jié)溫度300 75(TC，保溫時(shí)間0.5 4小時(shí)，保溫結(jié)束后隨爐冷卻至100。C以下出爐，即 得到含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑；上述方法中，所述含釩鈦基料為(V"Tix) Cy, (VLxTix) Ny， (Vi-xTix) (d-y,Ny)中 的至少一種，或?yàn)閂Cy， VNy, V(d-y,Ny)中的至少一種和TiCy， TiNy， Ti(C,-y，Ny)中的至少一種，所述VCy ， VNy,， TiCy，TiNy. (V^Tix) Cy和(Vi-xTix) Ny中'0<X<1，0 < y《1 ，所述(VLxTix) (Cly,Ny)，V (Cl-y,Ny)， Ti(d.y,Ny)中，0 < X < 1 ，0 < y < 1 。
3、 一種含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑的制備方法，其特征在于工藝步驟如下(1) 配料原料為鋁或鋁合金和含釩鈦基料，按照權(quán)利要求l中所述的鋁、釩、鈦、碳或/和氮的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算和秤量所述原料；(2) 熔化將步驟(1)配好的鋁或鋁合金置于加熱爐中，通惰性氣體形成保護(hù)氣氛或加覆蓋劑，然后加熱使其形成650。C 120(TC的熔融鋁液或鋁合金液，再將步驟(1)中稱量好 的含釩鈦基料加入鋁液或鋁合金液中并攪拌均勻后，在650。C 120(TC保溫0.1 2小時(shí)；(3) 澆鑄凝固將步驟(2)制備的合金液澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即 得到含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑；上述方法中，所述含釩鈦基料為(V,.xTix) Cy, (Vi-xTix) Ny， (V!.xTix) (d-y,Ny)中 的至少一種，或?yàn)閂Cy， VNy， V(d-y，Ny)中的至少一種和TiCy， TiNy， Ti(d-y,Ny)中的至少一種，所述VCy , VNy，， TiCy, TiNy， (V^Tix) Cy禾口 (V^TU Ny中，0<X<1， 0 < y《l，所述(V!.xTix) (C!.y，Ny)， V(d.y，Ny)， Ti(C.y,Ny)中，0<x<l， 0<y<l;上述方法中，所述覆蓋劑為氯化鉀、氯化鈉、氯化鋰、氟化鉀、硫酸氫鈉中的至少 一種。
4、 一種含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑的制備方法，其特征在于工藝步驟如下(1) 配料原料為鋁、含釩基料、含鈦基料和碳質(zhì)還原劑，按照權(quán)利要求1中所述的鋁、釩、鈦、碳的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算和秤量所述原料；(2) 混合與成型將步驟(1)配好的鋁粉、含釩基料、含鈦基料和碳質(zhì)還原劑進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間 以上述原料混合均勻?yàn)橄蓿缓髮⒒旌暇鶆虻脑蠅褐瞥尚突蚝娓珊髩褐瞥尚?，形成壓坯?3) 燒結(jié)將步驟(2)制備的壓坯置于還原反應(yīng)爐中，或?qū)⒉襟E(2)制備的壓坯置于還原反 應(yīng)爐中并通入氮?dú)饣虬睔饣蚱浠旌蠚怏w，待排除爐內(nèi)空氣以后升溫至50(TC 65(TC保 溫0.5小時(shí) 2小時(shí)，然后加熱到900'C 130(rC保溫l ~4小時(shí)，保溫結(jié)束后隨爐冷卻至100 'C以下出爐，即得到含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑；或?qū)⒉襟E(2)制備的壓坯置于還原反應(yīng)爐中，在真空條件下升溫至500'C 650°C 保溫0.1 2小時(shí)，或在真空條件下升溫至500'C 650'C時(shí)加入氮?dú)饣虬睔饣蚱浠旌蠚怏w 并于500。C 65(TC保溫0.1 2小時(shí)，然后加熱到90(TC 130(TC保溫1 ~4小時(shí)，保溫結(jié)束 后隨爐冷卻至10CTC以下出爐，即得到含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑；上述方法中，所述含釩基料為丫205、 V203、偏釩酸銨中的至少一種，所述含鈦基料 為1102、偏鈦酸中的至少一種，所述碳質(zhì)還原劑為炭黑、活性炭、石墨、木炭中的至少 一種。
5、 一種含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑的制備方法，其特征在于工藝步驟如下(1) 配料原料為鋁、含釩基料、含鈦基料、碳質(zhì)還原劑和自蔓延誘發(fā)劑，鋁、含釩基料、含 鈦基料和碳質(zhì)還原劑按照權(quán)利要求1中所述的鋁、釩、鈦、碳的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算和秤量， 自蔓延誘發(fā)劑為鋁、含釩基料、含鈦基料和碳質(zhì)還原劑總重量的0.1~5%;(2) 混合與成型將步驟(1)配好的鋁、含釩基料、含鈦基料、碳質(zhì)還原劑和自蔓延誘發(fā)劑進(jìn)行球 磨，球磨時(shí)間以所述原料混合均勻?yàn)橄?，然后將混合均勻的原料壓制成型或烘干后壓?成型，形成壓坯；(3)自蔓延合成將步驟(2)制備的壓坯置于加熱爐中，或?qū)⒉襟E(2)制備的壓坯置于加熱爐中并 通入氮?dú)?，?0(TC 130(TC誘發(fā)自蔓延反應(yīng)，反應(yīng)完成后，隨爐冷卻至100'C以下出爐， 即得到含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑；所述含釩基料為釩、含釩氧化物中的至少一種，所述含鈦基料為鈦、含鈦氧化物中 的至少一種，所述碳質(zhì)還原劑為炭黑、活性炭、石墨、木炭粉中的至少一種，所述自蔓 延誘發(fā)劑為鎂、氯化鈣、鈣中的一種。
6、 一種含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑的制備方法，其特征在于工藝步驟如下: (1〉配料原料為鋁、含釩基料、含鈦基料、碳質(zhì)還原劑和自蔓延誘發(fā)劑，鋁、含釩基料、含 鈦基料和碳質(zhì)還原劑按照權(quán)利要求1中所述的鋁、釩、鈦、碳的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算和秤量所述原料，自蔓延誘發(fā)劑為鋁、含釩基料、含鈦基料和碳質(zhì)還原劑總重量的0.1-5%;(2) 混合與成型將步驟(1)配好的含釩基料、含鈦基料、碳質(zhì)還原劑和自蔓延誘發(fā)劑進(jìn)行球磨， 球磨時(shí)間以所述原料混合均勻?yàn)橄?，然后將混合均勻的原料壓制成型或烘干后壓制?型，形成壓坯；(3) 自蔓延合成將步驟(1)計(jì)量的鋁置于加熱爐中加熱形成80(TC 130(rC的熔融鋁液，或?qū)⒉襟E (1)計(jì)量的鋁置于加熱爐中并通入氮?dú)?，然后加熱形?00'C 130(TC的熔融鋁液，再 將步驟(2)制備的壓坯置于裝有上述熔融鋁液的加熱爐中，在800'C 130(TC保溫0.1 小時(shí) 2小時(shí)后澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩鈦的鋁 中間合金細(xì)化劑；所述含釩基料為釩、含釩氧化物中的至少一種，所述含鈦基料為鈦、含鈦氧化物中 的至少一種，所述碳質(zhì)還原劑為炭黑、活性炭、石墨、木炭粉中的至少一種，所述自蔓 延誘發(fā)劑為鎂、氯化鈣、鈣中的一種。
7、 含釩鈦鋁及鋁合金，其特征在于所述鋁及鋁合金中，含有重量百分?jǐn)?shù)為0.001 ~1%的釩，含有重量百分?jǐn)?shù)為0.001~1%的鈦，釩、鈦的存在形式為(VLxTix)Cy,(V^Tix)Ny， (VkTix) (d.y，Ny)中的至少一種，或?yàn)閂Cy， VNy ， V (C !-y,Ny)中的至少 一 種和TiCy ， TiNy, Ti(d.y,Ny)中的至少一種，所述VCy ， VNy ， TiCy， TiNy， (V^Tix) Cy和CV^Tix) Ny中，0 < X < 1 ，0 < y《1 ，所述(V卜xTix) (C卜y,Ny), V (d.y,Ny), Ti(d-y,Ny)中，0 < X < 1 ，0 < y < 1。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的含釩鈦的鋁及鋁合金，其特征在于 含釩鈦鋁的組分及各組分的重量百分?jǐn)?shù)為0.001~1%V， 0.001~l%Ti， 0~0.35%C，0~0.35%N,余量為Al,其中，碳、氮在鋁中至少有一種存在；含釩鈦鋁硅合金的組分及各組分的重量百分?jǐn)?shù)為4~22%Si， 0~3.5%Cu， 0~1.3%Mg， 0~0.9%Mn， 0.001~l%Ti， 0.001~1%V， 0~0.35%C， 0 0.35%N，余量為Al，其中，碳、 氮在所述鋁硅合金中至少有一種存在；含釩鈦鋁銅合金的組分及各組分的重量百分?jǐn)?shù)為4.0~ll%Cu，0~2.0%Si,0~0.25% Mg,0~1.2%Mn,0.001~l%Ti， 0.0(U~1%V， 0~0.35%C, 0 0.35%N，余量為Al，其中， 碳、氮在所述鋁銅合金中至少有一種存在；含釩鈦鋁鎂合金的組分及各組分的重量百分?jǐn)?shù)為4.5~11.0%Mg， 0~1.3°/。Si， 0~ 1.5% Zn， 0~1.4%Mn， 0.001~l%Ti， 0.001~lo/oV, 0~0.35%C， 0 0.35%N，余量為Al， 其中，碳、氮在所述鋁鎂合金中至少有一種存在。
9、 一種含釩鈦鋁及鋁合金的制備方法，其特征在于工藝步驟如下(1) 配料原料為鋁或鋁合金和釩源、鈦源，按照權(quán)利要求7或8所述含釩鈦鋁或鋁合金的化 學(xué)成分計(jì)算和秤量所述原料；(2) 熔化將步驟(1)配好的鋁或鋁合金置于加熱爐中并通入惰性氣體或加入覆蓋劑，然后 加熱使其形成65(TC 120(TC的熔融鋁液或鋁合金液，再將步驟(1)中稱量好的釩源、 鈦源加入鋁液或鋁合金液中攪拌均勻后于65(TC 120(rC保溫0.1 2小時(shí)；(3) 澆鑄凝固將步驟(2)制備的合金液澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即 得到含釩鈦的鋁或鋁合金；所述釩源、鈦源為權(quán)利要求l所述含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑，或?yàn)?V^Ti》Cy，(V!-xTix) Ny， (Vt-xTix) (d-y,Ny)中的至少一種，或?yàn)閂Cy， VNy， V (C i-y,Ny)中的至少 一種和TiCy， TiNy， Ti(d.y,Ny)中的至少一種，所述VCy ， VNy, ， TiCy， TiNy， (VuxTiX) Cy和(V"xTix) Ny中，0 < X < 1， 0 < y《1，所述(V,《Tix) (C,.y，Ny)， V (C,.y，Ny)， Ti(d.y,Ny)中，0<x< 1， 0<y< 1;所述覆蓋劑為氯化鉀、氯化鈉、氯化鋰、氟化鉀、硫酸氫鈉中的至少一種。
10、 一種含釩鈦鋁及鋁合金的制備方法，其特征在于工藝步驟如下(1) 配料原料包括鋁或鋁合金、釩鹽、鈦鹽和碳質(zhì)還原劑，鋁或鋁合金、釩鹽、鈦鹽和碳質(zhì)還原劑按照權(quán)利要求7或8所述含釩鈦鋁或鋁合金的除氮以外的化學(xué)成分計(jì)算和秤量；(2) 混合與成型將步驟(1)配好的釩鹽、鈦鹽和碳質(zhì)還原劑進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間以所述原料混合均勻?yàn)橄?，然后將混合均勻的原料壓制成型或用鋁箔包裹形成坯料； (3)熔化與澆鑄將步驟(1)計(jì)量的鋁或鋁合金置于加熱爐中，或?qū)⒉襟E(1)計(jì)量的鋁或鋁合金置 于加熱爐中并通入氮?dú)?，然后加熱?0(TC 120(TC形成鋁液或鋁合金液，再將步驟(2) 制備的坯料置于裝有上述熔融鋁液或鋁合金液的加熱爐中，于70(TC 120(TC保溫0.4小 時(shí) 2小時(shí)后澆鑄成鑄錠，冷卻至室溫后去掉鑄錠表面的氧化皮，即得到含釩的鋁或鋁 合金；所述的釩鹽為釩酸鹽、偏釩酸鹽、多聚釩酸鹽中的至少一種，所述的鈦鹽為鈦酸鹽、 偏鈦酸鹽、硫酸氧鈦中的至少一種，所述碳質(zhì)還原劑為炭黑、活性炭、石墨、木炭粉、 葡萄糖、蔗糖中的至少一種。
全文摘要
含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑，其組分包括鋁、釩、鈦、碳或/和氮，各組分的重量百分?jǐn)?shù)為鋁1～99％，釩0.01～77％，鈦0.01～77％，碳0～20％，氮0～23％；其中，碳、氮在所述中間合金細(xì)化劑中至少有一種存在。含釩鈦鋁及鋁合金，其化學(xué)成分包括釩和鈦，釩的重量百分?jǐn)?shù)為0.001～1％，鈦的重量百分?jǐn)?shù)為0.001～1％。上述含釩鈦的鋁中間合金細(xì)化劑的制備方法有五種，含釩鈦鋁及鋁合金的制備方法有兩種。
文檔編號C22C1/06GK101665882SQ200910167820
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者穎 劉, 葉金文, 唐正華, 莉 鄧 申請人:四川大學(xué)