Al-Ti-B-O復合細化劑的制備及細化行為研究.pdf

1、本文以Al-TiO2-B2O3系為反應體系，分別采用反應燒結(jié)法和熔體反應法成功制備了Al-Ti-B-O復合細化劑。利用X-射線衍射儀(XRD)、金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)和能譜儀(EDS)等多種現(xiàn)代分析手段，研究了復合細化劑的相組成、顯微組織和生成顆粒的形貌、大小、分布等特征，檢測了復合細化劑對純鋁和A356合金的細化效果。
　　Al-TiO2-B2O3系的反應是可以自發(fā)進行的放熱反應，理論反應溫度在900℃左右?；旌?/p>

2、粉末壓塊(Al+TiO2+B2O3)在900℃保溫5min(900℃-5min)反應燒結(jié)時不能實現(xiàn)完全反應，反應生成的Al3Ti呈粗大的長棒狀均勻分布在Al基體中，尺寸在60μm左右，Al2O3（＜1.5μm）和TiB2（約1μm）兩種細小顆粒主要分布在Al基體的晶界處。反應燒結(jié)是緩慢的反應擴散過程，升高燒結(jié)溫度或延長保溫時間有利于促進反應的進行;Al3Ti隨燒結(jié)溫度的升高容易生長為粗大的長棒狀，在較低溫度下隨保溫時間的延長不易長大;A

3、l2O3和TiB2兩種細小顆粒隨燒結(jié)溫度的升高或是保溫時間的延長在Al基體中趨于彌散分布，不易聚集長大;壓塊在950℃-5min和850℃-4h反應燒結(jié)時可以實現(xiàn)完全反應，850℃-4h反應燒結(jié)得到的顆粒相的形貌、尺寸、分布相對較好，Al3Ti的尺寸在45μm左右。
　　通過機械攪拌可以將反應物顆粒(TiO2+B2O3)加入Al-0.4％Ti合金半固態(tài)熔體中，攪拌時間為9min時反應物顆粒團在熔體中的分散性較好，結(jié)合鍛壓工藝可以減

4、少基體中的氣孔，促進反應物顆粒與基體的緊密結(jié)合。將鍛壓之后的半固態(tài)凝固試樣升溫至900℃進行熔體反應制備Al-Ti-B-O復合細化劑，反應生成的Al3Ti相呈塊狀，尺寸在25μm左右，Al2O3、 TiB2細小顆粒在晶界處團聚，反應物之間反應不完全導致生成的顆粒相較少。在反應過程中對熔體分別施加2min、4min、6min的高能超聲場，高能超聲的聲流效應和聲空化效應能有效促進反應的進行，延長超聲作用時間有助于細化塊狀Al3Ti，并在一定

5、程度上改善細小顆粒的團聚現(xiàn)象。高能超聲作用時間為4min時，Al3Ti的尺寸細化到10μm左右，繼續(xù)延長作用時間尺寸變化不大，超聲作用時間控制在4min-6min為宜。
　　Al-Ti-B-O復合細化劑能有效細化純鋁和A356合金。與Al-5Ti-1B細化劑相比，850℃-4h反應燒結(jié)制得的復合細化劑細化性能更好，尺寸較小的棒狀Al3Ti有利于提高細化性能，分散的TiB2顆粒對復合細化劑的抗衰退能力有利。采用熔體反應法制備復合細化