2004年第5期 轻 金 属 ・49・
・轻合金及其加工・
铝合金用中间合金及其现状
兰晔峰,朱正锋
(兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州摘要:介绍了用于铝合金的中间合金及其分类,;关键词:铝合金;中间合金;生产方法;现状;中图分类号:TG0146.21 文献标识码::2004)05004903
MasterAllogsandPresentSituation
Ye-feng,ZHUZheng-feng
(InstituteofMaterisalsScienceandEngineering,Lanzhou
UniversityofTechnology,Lanzhou,730050,China)
Abstract:Thepaperintroducesthemasteralloys,thesortsandtheproducingmethodsofmasteralloysandalsoanalysestheresearchstatusandprospectofmasteralloys.
Keyword:aluminiumalloy,masteralloys,producingmethods,status,prospect
随着市场对铝合金制品的冶金组织、成分及性能提出了更高的要求,铝加工业需要生产出冶金质量合格、成分均匀和性能优良的铝合金制品。而作为生产中的关键原料———中间合金,起着配料、调整合金元素含量以及微细化合金组织,改善铝合金各种加工工艺性能、物理性能的重要作用。
点低;④合金化元素实际吸收率高等要求。在工业上常用的合金化中间合金主要有:Al-Fe,Al-Cr,Al-Mn,Al-V等。
⑵变质型中间合金
所谓变质,即加入的合金元素在金属凝固过程中对晶体生长产生了影响。变质一般主要针对Al-Si合金中的共晶Si。未变质时,共晶Si呈粗大的
1 铝合金用中间合金的分类
中间合金按其用途分为:⑴合金化中间合金;⑵晶粒细化型中间合金;⑶变质型中间合金;⑷纯化型中间合金。根据用户的实际需要中间合金被制成锭料、线料。与生产铝合金时锭料主要用于炉内加入方式,而线料主要用于炉外(流槽)加入方式。
⑴合金化中间合金
由于某些元素熔点高(如Fe、Cu等),有些元素易挥发烧损(如Mg、RE等),有些元素与熔体的润湿性差(如B、C等),如果直接以单质元素的方式加入铝熔体,这些元素的实际吸收率极低,大大提高了生产成本。因此铝加工业为了降低成本,容易获得较为准确的合金成分,采用合金化中间合金加入合金元素较为常见。为了获得成分均匀准确、性能优良的铸件,合金化型中国合金还必须满足以下要
1〕〔,杂质含量低;②表面清洁;③熔
针、片状,导致合金的力学性能尤其是韧性降低。变质是改变共晶Si的形貌、尺寸的过程,即将共晶Si由粗大的针、片状改变成细小纤维状或层片状。从而达到改善其力学性能的目的。目前,对Al-Si合金中的共晶Si的变质方法主要有:Na盐变质,纯金属变质,P变质,中间合金变质等等。
Na盐变质虽然应用广泛,变质效果也较稳定,
但还存在一系列的不足之处〔2〕:变质剂易产生有毒气体对环境污染大,对人身健康、设备、大气极为不利;变质效果衰退等。而纯金属变质如纯Sr,加入铝熔体时易烧损,较活泼、实际吸收率不高,同时还存在严重的吸气现象,易造成铸件报废等。P变质,一般采用赤磷,其烧损大,易起烟雾而污染环境,变
4〕
质效果也不尽人意〔3、。中间合金变质剂主要有:
Al-Sr,Al-P,Al-RE,Al-Si-Sr,Al-Ba等。中
间合金型变质剂一般加入量少,吸收率高,变质效果
收稿日期:2003-12-03
兰晔峰,朱正锋:铝合金用中间合金及其现状 2004年第5期・50・好,不会造成环境污染等,因此越来越受到铝加工业的重视,从而应用逐渐广泛,逐步代替了Na盐、纯金属和P等变质剂。
⑶细化型中间合金所谓细化型中间合金即向铝熔体中加入大量的形核质点,从而达到细化铝合金晶粒的目的,其实质是这类中间合金释放出的第二相粒子影响了铝合金熔体结晶的形核过程。自20世纪80年代末以来,我国加快了晶粒细化剂的研究,而细化型中间合金作为其研究的一个主导方向得到了长足的发展。目前国内外铝合金晶粒细化型中间合金产品主要5〕有〔:Al-Ti,Al-Ti-B,Al-Ti-B-RE,Al--C,Al-Ti-Sr,Al-Ti-Be,Al-Ti--列,产品的形式有锭料和线料。
Al-Ti和Al-Ti-BAl-Ti-B中的TiB2,且当铝合金中含有Zr、Cr、V、Mn等元素时,会使TiB2颗粒发生“中毒”
6〕现象〔,从而使得细化剂失去作用。作为具有代表性的新一代晶粒细化剂Al-Ti-B-RE和Al-Ti-C由于自身的优势应运产生。经稀土Al-Ti-B处理后的铝合金,能提高其加热温度、加工速度、成
7～9〕
品率、力学性能和耐蚀性〔,而且稀土向铝熔体中的添加工艺过程不会对环境造成任何污染,稀土加入到Al-Ti-B中间合金很好的改善了Al-Ti-B中间合金中TiB2偏聚现象,同时也大大延长了11〕
其细化衰退时间〔10、。我国稀土资源丰富,加速开发稀土在铝合金中的应用,更好地发挥我国的资源优势,将对经济建设起到推动作用。而新一代Al-Ti-C晶粒细化剂克服Al-Ti-B的缺点,其异质形核核心TiC比TiB2具有更小的聚集倾向,并对13〕
Zr、Cr、V、Mn等元素“中毒”免疫〔12、。因此,开发
的B元素易与铝材中的杂质元素(如Ti,V等)形成
不熔于液态铝和固态铝的高熔点化合物(TiB2,VB2等),而这些化合物又极易在熔体中沉淀,从而达到对铝提纯的目的。该中间合金产品有锭料和线料两种形式。
2 中间合金的生产方法
目前中间合金的生产方法主要有:熔配法、热还原法,电解法,,。,或先后溶,如Al-Fe,Al-Cu,Al-Be⑵热还原法
在熔融态下使某些化合物的一些元素被更活泼的金属元素还原出来,且与基体金属熔合,如在制备Al-B和Al-V中间合金时,用熔融Al还原出B2O3和V2O5中的B元素和V元素,从而形成Al-B和Al-V中间合金。
⑶电解法
用相应的熔盐为电解质,通以直流电,利用氧化还原反应在阴极获得所需中间合金的一种方法。如用含B2O3和TiO2的电解体系(如Na3AlF6-MgF2-B2O3-TiO2)在以铝熔体为阴极的电解槽中析出Ti和B而形成Al-Ti-B中间合金。
15、16〕
⑷燃烧合成法〔
燃烧合成(CombustionSynthesis)又称为自蔓延高温合成(Self-propagatingHighTemperatureSyn2thesis,简称SHS),它是近年来蓬勃发展一门现代材料制备技术。该法首先将待合成的粉末混合制成压坯,在空气或惰性气氛保护下点燃或加热,利用SHS反应放出的巨大能量维持反应进行,从而实现
Al-Ti-C中间合金细化剂也是人们现在努力的方
向之一。同时,铝合金晶粒细化剂的元素多元化应该是发展的趋势之一。沈阳工业大学的姜文辉、韩
14〕
行霖〔研制出了Al-Ti-C-B中间合金细化剂。试验结果表明,Al-Ti-C-B中间合金细化剂含有Al3Ti、TiB2和TiC三种第二相,它们形成尺寸细小弥散分布的多相粒子团,其细化工业纯铝晶粒的能力明显优于Al-Ti-B中间合金细化剂,并克服了Al-Ti-B中间合金细化剂易被Zr,V,Mn原子毒化的弱点。
⑷纯化型中间合金
该种中间合金主要指的是Al-3%B,它一般用于EC导电铝材的提纯。其纯化机理是中间合金中
中间合金的合成。该种制备方法具有所需设备简单、能耗低、反应速度快、持续时间短、生产效率高、所制备的产品杂质少和纯度高等特点。在新材料的制备上得到了广泛的应用,具有较高的应用价值。在中间合金制备上,如制备Al-Ti-C中间合金晶粒细化剂时,采用该法得到了较好的符合要求的成分、组织的中间合金。
3 中间合金的应用现状及发展趋势
随着现代科学技术的发展,铝合金用中间合金出现了一些新动向。
近些年来,出现了金属添加剂,其常见金属添加剂有Fe、Mn、Ni、Si、Cr添加剂,其金属含量都高达
2004年第5期 轻 金 属 ・51・70%以上,加入铝熔体后金属元素实收率高达85%
17〕左右〔。由于金属添加剂中合金化元素含量高,溶化速度快能耗低,体积小,便于储存运输,合金化中间合金出现了逐渐被金属添加剂代替的趋势。而传统的合金化中间合金仍作为一种熔炼铝合金的配
化型中间合金,但传统中间合金细化剂具有一些自身的优点,在市场中也会占有一席之地。就目前而言,细化型中间合金仍占主导地位。
4 结语
中间合金作为熔炼铝合金的重要原材料,在配料、调整合金元素含量及细化铝合金组织,改善铝合金加工工艺性能、物理性能,提高铝制品品质等方面起着重要的作用,铝加工对产品。,积极开发新一代。同时也要看到,随着科学,出现了一些新技术代替了中间合金的作用,虽然目前还不成熟,但随着新技术的日渐完善,它们将可能代替传统中间合金。铝加工企业,应当根据自己的实际情况选用不同的生产技术。目前对于中小企业来说,中间合金还是比较理想的选择。
参考文献:
〔1〕铸造有色金属及其熔炼.联合编写组.铸造有色合金及其熔炼〔M〕.国防工业出版社,1980,118～119.〔2〕张承甫,龚建森,建杏蓉等.液态金属的净化与变质〔M〕.上海科
学技术出版社,1989,425～426.〔3〕尹卓湘.过共晶Al-Si合金的变质处理〔J〕.轻金属,1998,9,52
～54.〔4〕姚书芳,毛卫民,赵爱民等.过共晶铝硅合金细化变质剂的研究〔J〕.特种铸造及有色合金,2000,5,13.〔5〕傅高升,孙锋山,王连登等.中间合金对铝合金细化处理的现状
分析与探索〔J〕.特种铸造及其有色合金,2001,2,50.〔6〕RanAA,MurtyBS,ChakrabortyM.RoleofZirconiumandImpuri2
tiesinGrainRefinementofAluminumwithAl-Ti-B〔J〕.Mater.
()Sci.Technol,1997,139:769～777.
〔7〕王经涛,王海波等.稀土铝合金的枝晶间距〔J〕.稀有金属材料与
工程,1995,24(1):39～41.〔8〕赖华清,徐翔等.稀土在铸造合金中的作用〔J〕.热加工工艺,
2001(5):37～38.〔9〕黄俊,袁中岳等.稀土变质高锌铝合金的组织和性能〔J〕.热加工
工艺,2001,(1):6～8.〔10〕林光磊.探讨稀土在Al-Ti-B-Re中间合金的作用〔J〕.铝加
工,2002,25(2):25～26.〔11〕张建新,钟建华.用于铝合金晶粒细化的中间合金研究现状与分
析〔J〕.铝加工,2002,25(1):26.〔12〕曹建峰.Al-Ti-C晶粒细化剂的发展与应用〔J〕.轻合金加工
技术,2001,29(5):11～13.〔13〕蒋显全,卢长康.Al-Ti-C晶粒细化剂的现状及发展趋势〔J〕.
四川有色金属2002,8.〔14〕姜文辉,韩行霖.Al-Ti-C-B晶粒细化剂的研究〔J〕.特种铸
造及有色合金,1997,(1):19～22.〔15〕唐彦玲.铝热剂反应燃烧合成复相陶瓷的研究〔A〕.甘肃工业大
学硕士学位论文,1995,1～14.〔16〕张继祥.混料工艺及原料成分对离心5HS陶瓷内衬复合钢管结
构与性能的影响〔A〕.甘肃工业大学硕士学位论文,2000,2～
13.
料,由于其添加时操作简单,在中小企业中仍被广泛
采用。
目前,发展绿色、长效、高品质的Al-Si合金的变质剂是变质型中间合金研究的重点。齐广慧、刘
18〕
相法等人〔用熔铸法制备了一种高效、低价格且适于产业化生产的Al-Si合金变质剂———Al-P中间合金。该中间合金使用时工艺简便,可在低温下加入,而且无污染、无反应渣,,存,使用综合成本低,色”变质,〔研制了一种新型、高效的Al-RE,该
),变质潜伏期短(不变质剂熔点较低(639.2～740℃
大于10min),变质能力强,变质效果好,并且可以显著细化Al-Si合金枝晶组织,与工业用Al-10Sr、Al-8.7Sr-2.8Ti-0.2B中间合金相比,该变质剂使ZL102铝合金的二次枝晶间距减小了22.6%～23.2%。同时,我国稀土资源广泛,而且稀土对铝合金具有很强的变质能力,同时稀土本身具有固氢除气的作用,因此发展含稀土元素的变质型中间合金是铝合金变质剂的一个重要发展方向。
传统的中间合金细化剂,由于实用、易操作等优点,仍有广阔的应用前景。同时,细化剂的作用机理仍处于研究、不成熟的阶段,一些理论还有争议。因此进一步研究细化剂的细化机理,为开发新一代的细化剂中间合金以及为进一步挖掘中间合金细化剂潜力提供理论基础。如现在出现的Al-Ti-C中间合金细化剂,它克服了含B中间合金晶粒细化剂的TiB2相“中毒”以及团聚沉淀现象,大大提高了其细化潜力。目前开发的稀土Al-Ti-B也是一种新的中间合金细化剂。同时,在晶粒细化方面,电场、磁场和超声波等物理场对金属凝固组织有显著的细化作用,与传统的添加剂细晶技术相比,应用这些物理手段控制和细化金属凝固组织可以避免对环境和金属材料本身的污染。随着对环保和材料品质要求的提高,电场、磁场和超声波等物理场凝固细晶技术将会受到广泛的关注,并将很快应用于冶金、机械等行业中。从长远来看,随着科学技术的发展,物理场细化晶粒技术必将迅速发展,极有可能代替传统的细
〔17〕谷兰成.合金化用中间合金〔J〕.山东冶金,1995,17(3):20.〔18〕齐广慧,刘相法,杨志强.“绿色”高效Al-Si合金变质剂———Al
-P中间合金〔J〕.材料科学与工艺,2001,9(2):211～214.〔19〕马自力.新型Al-Sr-RE复合细化变质剂及其在ZL102合金
中的作用〔J〕.稀有金属,2001,25(1):60～63.
(责任编辑 武红林)
2004年第5期 轻 金 属 ・49・
・轻合金及其加工・
铝合金用中间合金及其现状
兰晔峰,朱正锋
(兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州摘要:介绍了用于铝合金的中间合金及其分类,;关键词:铝合金;中间合金;生产方法;现状;中图分类号:TG0146.21 文献标识码::2004)05004903
MasterAllogsandPresentSituation
Ye-feng,ZHUZheng-feng
(InstituteofMaterisalsScienceandEngineering,Lanzhou
UniversityofTechnology,Lanzhou,730050,China)
Abstract:Thepaperintroducesthemasteralloys,thesortsandtheproducingmethodsofmasteralloysandalsoanalysestheresearchstatusandprospectofmasteralloys.
Keyword:aluminiumalloy,masteralloys,producingmethods,status,prospect
随着市场对铝合金制品的冶金组织、成分及性能提出了更高的要求,铝加工业需要生产出冶金质量合格、成分均匀和性能优良的铝合金制品。而作为生产中的关键原料———中间合金,起着配料、调整合金元素含量以及微细化合金组织,改善铝合金各种加工工艺性能、物理性能的重要作用。
点低;④合金化元素实际吸收率高等要求。在工业上常用的合金化中间合金主要有:Al-Fe,Al-Cr,Al-Mn,Al-V等。
⑵变质型中间合金
所谓变质,即加入的合金元素在金属凝固过程中对晶体生长产生了影响。变质一般主要针对Al-Si合金中的共晶Si。未变质时,共晶Si呈粗大的
1 铝合金用中间合金的分类
中间合金按其用途分为:⑴合金化中间合金;⑵晶粒细化型中间合金;⑶变质型中间合金;⑷纯化型中间合金。根据用户的实际需要中间合金被制成锭料、线料。与生产铝合金时锭料主要用于炉内加入方式,而线料主要用于炉外(流槽)加入方式。
⑴合金化中间合金
由于某些元素熔点高(如Fe、Cu等),有些元素易挥发烧损(如Mg、RE等),有些元素与熔体的润湿性差(如B、C等),如果直接以单质元素的方式加入铝熔体,这些元素的实际吸收率极低,大大提高了生产成本。因此铝加工业为了降低成本,容易获得较为准确的合金成分,采用合金化中间合金加入合金元素较为常见。为了获得成分均匀准确、性能优良的铸件,合金化型中国合金还必须满足以下要
1〕〔,杂质含量低;②表面清洁;③熔
针、片状,导致合金的力学性能尤其是韧性降低。变质是改变共晶Si的形貌、尺寸的过程,即将共晶Si由粗大的针、片状改变成细小纤维状或层片状。从而达到改善其力学性能的目的。目前,对Al-Si合金中的共晶Si的变质方法主要有:Na盐变质,纯金属变质,P变质,中间合金变质等等。
Na盐变质虽然应用广泛,变质效果也较稳定,
但还存在一系列的不足之处〔2〕:变质剂易产生有毒气体对环境污染大,对人身健康、设备、大气极为不利;变质效果衰退等。而纯金属变质如纯Sr,加入铝熔体时易烧损,较活泼、实际吸收率不高,同时还存在严重的吸气现象,易造成铸件报废等。P变质,一般采用赤磷,其烧损大,易起烟雾而污染环境,变
4〕
质效果也不尽人意〔3、。中间合金变质剂主要有:
Al-Sr,Al-P,Al-RE,Al-Si-Sr,Al-Ba等。中
间合金型变质剂一般加入量少,吸收率高,变质效果
收稿日期:2003-12-03
兰晔峰,朱正锋:铝合金用中间合金及其现状 2004年第5期・50・好,不会造成环境污染等,因此越来越受到铝加工业的重视,从而应用逐渐广泛,逐步代替了Na盐、纯金属和P等变质剂。
⑶细化型中间合金所谓细化型中间合金即向铝熔体中加入大量的形核质点,从而达到细化铝合金晶粒的目的,其实质是这类中间合金释放出的第二相粒子影响了铝合金熔体结晶的形核过程。自20世纪80年代末以来,我国加快了晶粒细化剂的研究,而细化型中间合金作为其研究的一个主导方向得到了长足的发展。目前国内外铝合金晶粒细化型中间合金产品主要5〕有〔:Al-Ti,Al-Ti-B,Al-Ti-B-RE,Al--C,Al-Ti-Sr,Al-Ti-Be,Al-Ti--列,产品的形式有锭料和线料。
Al-Ti和Al-Ti-BAl-Ti-B中的TiB2,且当铝合金中含有Zr、Cr、V、Mn等元素时,会使TiB2颗粒发生“中毒”
6〕现象〔,从而使得细化剂失去作用。作为具有代表性的新一代晶粒细化剂Al-Ti-B-RE和Al-Ti-C由于自身的优势应运产生。经稀土Al-Ti-B处理后的铝合金,能提高其加热温度、加工速度、成
7～9〕
品率、力学性能和耐蚀性〔,而且稀土向铝熔体中的添加工艺过程不会对环境造成任何污染,稀土加入到Al-Ti-B中间合金很好的改善了Al-Ti-B中间合金中TiB2偏聚现象,同时也大大延长了11〕
其细化衰退时间〔10、。我国稀土资源丰富,加速开发稀土在铝合金中的应用,更好地发挥我国的资源优势,将对经济建设起到推动作用。而新一代Al-Ti-C晶粒细化剂克服Al-Ti-B的缺点,其异质形核核心TiC比TiB2具有更小的聚集倾向,并对13〕
Zr、Cr、V、Mn等元素“中毒”免疫〔12、。因此,开发
的B元素易与铝材中的杂质元素(如Ti,V等)形成
不熔于液态铝和固态铝的高熔点化合物(TiB2,VB2等),而这些化合物又极易在熔体中沉淀,从而达到对铝提纯的目的。该中间合金产品有锭料和线料两种形式。
2 中间合金的生产方法
目前中间合金的生产方法主要有:熔配法、热还原法,电解法,,。,或先后溶,如Al-Fe,Al-Cu,Al-Be⑵热还原法
在熔融态下使某些化合物的一些元素被更活泼的金属元素还原出来,且与基体金属熔合,如在制备Al-B和Al-V中间合金时,用熔融Al还原出B2O3和V2O5中的B元素和V元素,从而形成Al-B和Al-V中间合金。
⑶电解法
用相应的熔盐为电解质,通以直流电,利用氧化还原反应在阴极获得所需中间合金的一种方法。如用含B2O3和TiO2的电解体系(如Na3AlF6-MgF2-B2O3-TiO2)在以铝熔体为阴极的电解槽中析出Ti和B而形成Al-Ti-B中间合金。
15、16〕
⑷燃烧合成法〔
燃烧合成(CombustionSynthesis)又称为自蔓延高温合成(Self-propagatingHighTemperatureSyn2thesis,简称SHS),它是近年来蓬勃发展一门现代材料制备技术。该法首先将待合成的粉末混合制成压坯,在空气或惰性气氛保护下点燃或加热,利用SHS反应放出的巨大能量维持反应进行,从而实现
Al-Ti-C中间合金细化剂也是人们现在努力的方
向之一。同时,铝合金晶粒细化剂的元素多元化应该是发展的趋势之一。沈阳工业大学的姜文辉、韩
14〕
行霖〔研制出了Al-Ti-C-B中间合金细化剂。试验结果表明,Al-Ti-C-B中间合金细化剂含有Al3Ti、TiB2和TiC三种第二相,它们形成尺寸细小弥散分布的多相粒子团,其细化工业纯铝晶粒的能力明显优于Al-Ti-B中间合金细化剂,并克服了Al-Ti-B中间合金细化剂易被Zr,V,Mn原子毒化的弱点。
⑷纯化型中间合金
该种中间合金主要指的是Al-3%B,它一般用于EC导电铝材的提纯。其纯化机理是中间合金中
中间合金的合成。该种制备方法具有所需设备简单、能耗低、反应速度快、持续时间短、生产效率高、所制备的产品杂质少和纯度高等特点。在新材料的制备上得到了广泛的应用,具有较高的应用价值。在中间合金制备上,如制备Al-Ti-C中间合金晶粒细化剂时,采用该法得到了较好的符合要求的成分、组织的中间合金。
3 中间合金的应用现状及发展趋势
随着现代科学技术的发展,铝合金用中间合金出现了一些新动向。
近些年来,出现了金属添加剂,其常见金属添加剂有Fe、Mn、Ni、Si、Cr添加剂,其金属含量都高达
2004年第5期 轻 金 属 ・51・70%以上,加入铝熔体后金属元素实收率高达85%
17〕左右〔。由于金属添加剂中合金化元素含量高,溶化速度快能耗低,体积小,便于储存运输,合金化中间合金出现了逐渐被金属添加剂代替的趋势。而传统的合金化中间合金仍作为一种熔炼铝合金的配
化型中间合金,但传统中间合金细化剂具有一些自身的优点,在市场中也会占有一席之地。就目前而言,细化型中间合金仍占主导地位。
4 结语
中间合金作为熔炼铝合金的重要原材料,在配料、调整合金元素含量及细化铝合金组织,改善铝合金加工工艺性能、物理性能,提高铝制品品质等方面起着重要的作用,铝加工对产品。,积极开发新一代。同时也要看到,随着科学,出现了一些新技术代替了中间合金的作用,虽然目前还不成熟,但随着新技术的日渐完善,它们将可能代替传统中间合金。铝加工企业,应当根据自己的实际情况选用不同的生产技术。目前对于中小企业来说,中间合金还是比较理想的选择。
参考文献:
〔1〕铸造有色金属及其熔炼.联合编写组.铸造有色合金及其熔炼〔M〕.国防工业出版社,1980,118～119.〔2〕张承甫,龚建森,建杏蓉等.液态金属的净化与变质〔M〕.上海科
学技术出版社,1989,425～426.〔3〕尹卓湘.过共晶Al-Si合金的变质处理〔J〕.轻金属,1998,9,52
～54.〔4〕姚书芳,毛卫民,赵爱民等.过共晶铝硅合金细化变质剂的研究〔J〕.特种铸造及有色合金,2000,5,13.〔5〕傅高升,孙锋山,王连登等.中间合金对铝合金细化处理的现状
分析与探索〔J〕.特种铸造及其有色合金,2001,2,50.〔6〕RanAA,MurtyBS,ChakrabortyM.RoleofZirconiumandImpuri2
tiesinGrainRefinementofAluminumwithAl-Ti-B〔J〕.Mater.
()Sci.Technol,1997,139:769～777.
〔7〕王经涛,王海波等.稀土铝合金的枝晶间距〔J〕.稀有金属材料与
工程,1995,24(1):39～41.〔8〕赖华清,徐翔等.稀土在铸造合金中的作用〔J〕.热加工工艺,
2001(5):37～38.〔9〕黄俊,袁中岳等.稀土变质高锌铝合金的组织和性能〔J〕.热加工
工艺,2001,(1):6～8.〔10〕林光磊.探讨稀土在Al-Ti-B-Re中间合金的作用〔J〕.铝加
工,2002,25(2):25～26.〔11〕张建新,钟建华.用于铝合金晶粒细化的中间合金研究现状与分
析〔J〕.铝加工,2002,25(1):26.〔12〕曹建峰.Al-Ti-C晶粒细化剂的发展与应用〔J〕.轻合金加工
技术,2001,29(5):11～13.〔13〕蒋显全,卢长康.Al-Ti-C晶粒细化剂的现状及发展趋势〔J〕.
四川有色金属2002,8.〔14〕姜文辉,韩行霖.Al-Ti-C-B晶粒细化剂的研究〔J〕.特种铸
造及有色合金,1997,(1):19～22.〔15〕唐彦玲.铝热剂反应燃烧合成复相陶瓷的研究〔A〕.甘肃工业大
学硕士学位论文,1995,1～14.〔16〕张继祥.混料工艺及原料成分对离心5HS陶瓷内衬复合钢管结
构与性能的影响〔A〕.甘肃工业大学硕士学位论文,2000,2～
13.
料,由于其添加时操作简单,在中小企业中仍被广泛
采用。
目前,发展绿色、长效、高品质的Al-Si合金的变质剂是变质型中间合金研究的重点。齐广慧、刘
18〕
相法等人〔用熔铸法制备了一种高效、低价格且适于产业化生产的Al-Si合金变质剂———Al-P中间合金。该中间合金使用时工艺简便,可在低温下加入,而且无污染、无反应渣,,存,使用综合成本低,色”变质,〔研制了一种新型、高效的Al-RE,该
),变质潜伏期短(不变质剂熔点较低(639.2～740℃
大于10min),变质能力强,变质效果好,并且可以显著细化Al-Si合金枝晶组织,与工业用Al-10Sr、Al-8.7Sr-2.8Ti-0.2B中间合金相比,该变质剂使ZL102铝合金的二次枝晶间距减小了22.6%～23.2%。同时,我国稀土资源广泛,而且稀土对铝合金具有很强的变质能力,同时稀土本身具有固氢除气的作用,因此发展含稀土元素的变质型中间合金是铝合金变质剂的一个重要发展方向。
传统的中间合金细化剂,由于实用、易操作等优点,仍有广阔的应用前景。同时,细化剂的作用机理仍处于研究、不成熟的阶段,一些理论还有争议。因此进一步研究细化剂的细化机理,为开发新一代的细化剂中间合金以及为进一步挖掘中间合金细化剂潜力提供理论基础。如现在出现的Al-Ti-C中间合金细化剂,它克服了含B中间合金晶粒细化剂的TiB2相“中毒”以及团聚沉淀现象,大大提高了其细化潜力。目前开发的稀土Al-Ti-B也是一种新的中间合金细化剂。同时,在晶粒细化方面,电场、磁场和超声波等物理场对金属凝固组织有显著的细化作用,与传统的添加剂细晶技术相比,应用这些物理手段控制和细化金属凝固组织可以避免对环境和金属材料本身的污染。随着对环保和材料品质要求的提高,电场、磁场和超声波等物理场凝固细晶技术将会受到广泛的关注,并将很快应用于冶金、机械等行业中。从长远来看,随着科学技术的发展,物理场细化晶粒技术必将迅速发展,极有可能代替传统的细
〔17〕谷兰成.合金化用中间合金〔J〕.山东冶金,1995,17(3):20.〔18〕齐广慧,刘相法,杨志强.“绿色”高效Al-Si合金变质剂———Al
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(责任编辑 武红林)