鋁鈦硼晶粒細化劑國產(chǎn)化應(yīng)用淺談

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1、鋁鈦硼晶粒細化劑國產(chǎn)化應(yīng)用淺談　　【摘要】對進口Al-Ti-B、國產(chǎn)Al-Ti-B及其在連續(xù)鑄軋生產(chǎn)過程中的應(yīng)用進行了分析、研究。結(jié)果表明，國產(chǎn)Al-Ti-B晶粒細化效果良好，同進口Al-Ti-B的相當(dāng)，能滿足鑄軋工藝需要，替代進口?！娟P(guān)鍵詞】鋁鈦硼；細化劑；國產(chǎn)化鋁鈦硼晶粒細化劑已成為熔體處理技術(shù)的重要組成部分。我國在80年代后期采用這一技術(shù)時，試驗研究首先采用的是國產(chǎn)塊狀及擠壓成絲狀的細化劑，雖然起到了一定作用，但其細化效果不穩(wěn)定，不適應(yīng)連續(xù)鑄軋工藝特點。之后隨著國外技術(shù)、裝備的引進，進口鋁鈦硼一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，雖然其價格在逐步下降，供應(yīng)渠道也逐步拓寬，但在應(yīng)用過

2、程中仍然存在著供應(yīng)周期長、價格較高、占用外匯等缺點。因此，實現(xiàn)鋁鈦硼國產(chǎn)化，是生產(chǎn)者和使用者共同關(guān)心的事。為此，我們近年來開展了這一應(yīng)用研究。1.國產(chǎn)化內(nèi)容及目標(biāo)根據(jù)連續(xù)鑄軋工藝特點及進口細化劑的應(yīng)用情況，我們確定如下國產(chǎn)化內(nèi)容及目標(biāo)、分析、研究進口Al-Ti-B細化劑的化學(xué)成分，金相組織等；優(yōu)選或合作開發(fā)國產(chǎn)Al-Ti-B7，分析、研究其化學(xué)成分、金相組織，提出工藝要求；在實際鑄軋生產(chǎn)過程中進行試驗、應(yīng)用，并與進口Al-Ti-B的細化效果進行對比分析；確定國產(chǎn)Al-Ti-B的加人參數(shù)及工藝配置.達到的目標(biāo)：細化效果好、穩(wěn)定，滿足鑄軋工藝要求，能替代進口并正常供貨。2.

3、試驗方案的制定（1）細化劑化學(xué)成分（主要是Ti、B元素含量及控制范圍）、金相組織（化合物顆粒形貌、尺寸及分布）的檢驗、分析。（2）因三條鑄軋機列不同的工藝配置，在不同鑄軋機上的試驗與應(yīng)用。（3）因合金成分（影響到結(jié)晶時晶核數(shù)的多少及細化效果）不同，分合金的試驗與應(yīng)用。（4）與進口Al-Ti-B在同等工藝條件下進行細化效果的比較。（5）考慮其它因素的變化，如鈦絲機、鑄軋機電流電壓波動導(dǎo)致速度變化或Al-Ti-B絲同卷的直徑變化而造成加人量改變（尤其減少）時細化效果的變化情況。試驗將結(jié)合以上幾個方面開展。3.試驗、應(yīng)用情況3.1國產(chǎn)細化劑的選擇7近年來，國內(nèi)不少企業(yè)開展Al

4、-Ti-B細化劑的研制和生產(chǎn)工作，以塊（錠）狀居多，用于連續(xù)加入的絲狀產(chǎn)品也有幾家，有的采用鑄錠-擠壓方法，有的采用連續(xù)鑄擠法（國外一般采用連鑄連軋法）。經(jīng)過手機信息及小樣產(chǎn)品分析，我們選擇了技術(shù)及生產(chǎn)規(guī)模在國內(nèi)尚屬領(lǐng)先的某廠研制的Al-Ti-B絲作為國產(chǎn)化材料開展此項工作。3.2進口Al-Ti-B的分析3.2.1化學(xué)成分經(jīng)過對進口Al-Ti-B多次取樣分析，其化學(xué)成分典型值見表1。表1進口Al-Ti-B中各元素的質(zhì)量分數(shù)%3.2.2化合物顆粒形貌、尺寸及分布進口Al-Ti-B經(jīng)顯微組織分析，其化合物顆粒一般控制在如下范圍內(nèi)：TiB1：最大顆?？蛇_5μm，大部分（90%

5、以上）小于2μm，并且基本上均勻分布，沒有異常聚集的TiB2團狀。TiAl3：大部分為塊狀，平均粒度30μm×50μm，絕大部分（95%以上）顆粒長軸小于150μm，最大顆粒長軸可達200μm。除少量鹽外，沒有其他金屬或非金屬的聚集物。進口Al-Ti-B金相顯微組織如圖1所示。圖1進口Al-Ti-B金相顯微組織根據(jù)對國外進口Al-Ti-B的分析研究，我們提出了Al-Ti-B國產(chǎn)化材料的技術(shù)要求。3.3國產(chǎn)Al-Ti-B的試驗與試用73.3.1首次試用情況（1）化學(xué)成分及金相組織分析。化學(xué)成分如表2所示表2國產(chǎn)Al-Ti-B中各元素的質(zhì)量分數(shù)%化合物顆粒分析：TiAl3：

6、大部分為塊狀，約70，μm，最大顆粒長軸144μm（試樣取兩個，試樣2存在少許棒狀，最大顆粒長軸216μm，大部分在80μ左右）。TiB3：最大顆粒5μm，大部分在2μm以內(nèi)。（2）試用記錄及效果檢測。試用記錄及效果檢測見表3表3試用工藝參數(shù)及效果檢測（3#軋機）（3）試用結(jié)果及分析。從試用記錄可看出，國產(chǎn)Al-Ti-B第1卷同進口Al-Ti-B的細化效果相當(dāng)，而第2卷則出現(xiàn)了局部大經(jīng)理，經(jīng)提高加入量及重新立板仍然效果不佳。經(jīng)分析，可能與其化合物顆?？刂朴嘘P(guān)（棒狀TiAl3相對較多且最大顆粒長軸達216μm），因而導(dǎo)致其細化效果不穩(wěn)定。3.3.2第二次試用經(jīng)過對首次試用

7、的結(jié)果及存在的問題進行分析和改進，我們對國產(chǎn)Al-Ti-B工藝控制特別是化合物顆粒提出了新的要求，進行了第二次試驗。7（1）化學(xué)成分及金相組織分析?；瘜W(xué)成分如表4所示表4國產(chǎn)Al-Ti-B中各元素的質(zhì)量分數(shù)%化合物顆粒分析：TiAl3：絕大部分為塊狀，最大顆粒尺寸約50μm，分布均勻。TiB2：大部分小于2μm，分布彌散，有少許聚集，最大顆粒尺寸3μm。（2）試用記錄及效果檢測。試用記錄及效果見表5表5試用工藝參數(shù)及效果檢測（2#軋機）（3）試用結(jié)果與分析。從上述結(jié)果可看到，經(jīng)改進后第二次試用效果較好，在同等條件下加入量的變化及鑄軋速度的