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铝水熔铸元素添加剂钛硼细化剂

SJ-TPXHJ-04

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SJ-TPXHJ-04

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产品介绍

钛硼细化剂作为一种重要的金属材料添加剂,在铝及铝合金的生产过程中扮演着至关重要的角色。其核心功能在于细化晶粒,从而显著提升铝材的机械性能、外观品质及加工性能。本文将从钛硼细化剂的基本原理、作用机制、具体效果及实际应用等方面,详细阐述其在细化纯铝及铝合金晶粒方面的**贡献。


### 钛硼细化剂的基本原理

钛硼细化剂主要通过在铝熔体中加入含钛和硼的中间合金,如铝钛硼(Al-Ti-B)中间合金,来实现晶粒的细化。这类中间合金中的主要金属化合物为三铝化钛(TiAl3)和二硼化钛(TiB2)。这两种化合物在铝熔体中弥散分布,作为异质形核的核心,促进α-Al的形核及生长,从而实现晶粒的细化。


### 作用机制

钛硼细化剂的作用机制复杂而多样,主要包括以下几个方面:


1. **异质形核**:TiAl3和TiB2等高熔点微粒在铝熔体中作为外来晶核,提供了大量的形核点,促进了铝熔体的异质形核过程。这些微粒的存在显著增加了形核率,从而减小了晶粒尺寸。


2. **细化作用时间**:为了提高细化效果,通常将含钛硼的中间合金制成杆线状,以便在铝液流槽内动态在线加入。这样,细化作用时间得以延长,通常在30~60秒内完成,确保了晶粒的充分细化。


3. **亚稳定相的作用**:研究表明,当中间合金进入熔体后,亚稳定相如Al-Ti(B2)等,不仅可以直接作为异质形核的核心,还可以通过一系列反应为TiAl3的生成提供条件,如TiB2+Al→Al-Ti(B2)+Ti,进一步增强了细化效果。


### 具体效果

钛硼细化剂的应用对铝及铝合金的性能产生了显著影响,具体表现在以下几个方面:

1. **提高强度与塑性**:通过细化晶粒,铝材的强度和塑性得到显著提升。细小的等轴晶组织不仅提高了材料的抗拉强度和屈服强度,还改善了其延伸率和冲击韧性。


2. **改善综合机械性能**:细化晶粒有助于消除羽毛晶和柱状晶,减少了铸造裂纹和冷隔现象,提高了铸件的致密性和机械性能。


3. **减少废品率**:晶粒细化后,铝材的缺陷如气孔、疏松等显著减少,提高了产品的成品率和质量稳定性。


4. **改善外观品质**:细化晶粒后的铝材表面更加光滑细腻,提高了型材氧化着色的均匀性和光亮度,提升了产品的美观度和市场竞争力。


5. **提高加工性能**:细小的晶粒组织有助于改善铝材的切削加工性能和焊接性能,降低了加工成本和时间。



### 实际应用


钛硼细化剂在铝及铝合金的生产中得到了广泛应用,具体包括但不限于以下几个方面:


1. **铝板、带、箔的生产**:在铝板、带、箔的生产过程中,加入适量的钛硼细化剂可以显著细化晶粒,提高产品的强度和韧性,同时改善其表面质量和加工性能。


2. **型材和棒材的生产**:在型材和棒材的熔铸过程中,钛硼细化剂的应用有助于消除铸造缺陷,提高产品的成品率和质量稳定性。此外,细化晶粒后的型材和棒材具有更好的力学性能和加工性能。


3. **铸件的生产**:在铸件的生产中,钛硼细化剂的应用显著提高了铸件的致密性和机械性能。细小的晶粒组织有助于减少铸造裂纹和冷隔现象,提高了铸件的可靠性和使用寿命。


4. **铝合金的熔铸**:在铝合金的熔铸过程中,加入适量的钛硼细化剂可以显著细化晶粒,提高合金的强度和韧性。同时,细化晶粒后的铝合金具有更好的耐腐蚀性和耐磨性,延长了产品的使用寿命。



### 结论

综上所述,钛硼细化剂在细化纯铝及铝合金晶粒方面发挥着重要作用。通过提高材料的强度与塑性、改善综合机械性能、减少废品率、改善外观品质以及提高加工性能等方面的显著效果,钛硼细化剂已经成为铝及铝合金生产中不可或缺的重要添加剂。随着科技的进步和工艺的改进,钛硼细化剂的应用领域将不断拓展,为铝材产业的发展注入新的活力。



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