无熔剂型铝合金钛添加剂的研究

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用于熔炼铝合金的添加剂及其制备和应用方法[发明专利]

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101597700A [43]公开日2009年12月9日[21]申请号200910069526.4[22]申请日2009.07.02[21]申请号200910069526.4[71]申请人河北工业大学地址300130天津市红桥区丁字沽光荣道8号[72]发明人赵维民李海鹏王志峰琚子来丁俭李永艳董斌张宏标黄春瑛蔚成全史中方 [74]专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)代理人胡安朋[51]Int.CI.C22C 1/06 (2006.01)C22C 21/00 (2006.01)权利要求书 1 页说明书 6 页附图 3 页[54]发明名称用于熔炼铝合金的添加剂及其制备和应用方法[57]摘要本发明用于熔炼铝合金的添加剂及其制备和应用方法，涉及使用专用添加剂进行有色合金的制造技术领域，该添加剂由金属粉末、助溶剂、发热剂、引爆剂和防潮剂五部分组成；其制备方法是：按质量百分比为金属粉末∶助溶剂∶发热剂∶引爆剂∶防潮剂＝70～81.5∶15～20∶2～5∶1～3∶0.5～2进行原料配比，用球磨机将原料充分混合均匀成为复合粉末，装入模具，采用液压压力机进行冷压，即制得用于熔炼铝合金的添加剂；其应用方法是：将装有纯铝锭的石墨坩埚置于电阻炉中，升温至铝锭熔化为铝液，加入该添加剂，与铝液发生反应，即制得铝合金。

该添加剂在不降低铝合金质量前提下，解决了自身溶解温度高、吸收率低和吸收率不稳定的问题。

200910069526.4权利要求书第1/1页 1.用于熔炼铝合金的添加剂，其特征在于：它由金属粉末、助溶剂、发热剂、引爆剂和防潮剂五部分组成，其中，金属粉末为铁、铜、锰、铬、钛或锆金属元素中的一种，该金属粉末所占总体的质量百分比为70～81.5％，其纯度≥98％，粒度为80～120目；助溶剂是用氟硅酸盐、硫酸盐及氟盐配置成含有离子组成质量百分比为F-：47.64、K+：37.66、Al3+：8.71、Si4+：3.37、Ca2+：1.83、S6+：0.52和O2-：0.26的助溶剂，该助溶剂所占总体的质量百分比为15～20％；发热剂是铝粉，该发热剂所占总体的质量百分比为2～5％，其纯度≥98％，粒度为80目；引爆剂为未膨化的珍珠岩，该引爆剂所占总体的质量百分比为1～3％，其粒度为80目；防潮剂是高级脂肪酸，该防潮剂所占总体的质量百分比为0.5～2％。

铝合金用钛添加剂[发明专利]

专利名称：铝合金用钛添加剂
专利类型：发明专利
发明人：张忠凯,王春阳,张春宇,高业龙,张忠华,唐芳,李洲,陈睿,徐念慈,张建国
申请号：CN201811509999.7
申请日：20181211
公开号：CN109266882A
公开日：
20190125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及铝合金熔炼技术领域，尤其涉及一种铝合金用钛添加剂。

该钛添加剂包括以下组分，各组分以质量份计算分别为：海绵钛粉20‑30份、氢化脱氢钛粉60‑65份、铝粉3‑10份、制热剂0.5‑1.0份、成型剂0.2‑0.5份，各组分混合均匀后，制备成块状，制得的块状钛添加剂在铝合金熔炼时进行添加。

钛添加剂包括两种不同种类的钛粉，即海绵钛粉和氢化脱氢钛粉。

不同种类的钛粉能够与铝合金中的铝形成不同粒径的异质形核核心，使得铝合金的晶粒更加细化。

多种钛粉的混合使得钛添加剂能适用于不同种类铝合金的熔炼。

申请人：哈尔滨东盛金属材料有限公司
地址：150090 黑龙江省哈尔滨市南岗区长江路28号长江国际大厦10楼
国籍：CN
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钛元素添加剂和钛元素添加剂制备方法[发明专利]

专利名称：钛元素添加剂和钛元素添加剂制备方法专利类型：发明专利
发明人：李宏,王长志,李贞明,刘敏,涂小天,卢剑
申请号：CN202010705756.1
申请日：20200721
公开号：CN111876620A
公开日：
20201103
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种钛元素添加剂和钛元素添加剂制备方法，其中，钛元素添加剂的原料组分包括：钛粉；助熔剂；其中，助熔剂包括氟盐粉末、氯化钾、硫酸钠；钛粉的质量百分比为30至70。

本发明提供的钛元素添加剂，通过对配方进行优化，通过氟盐粉末、氯化钾、硫酸钠的选取制备助熔剂，使得钛元素添加剂在投放到铝液后，能够去除铝合金氧化膜，在铝液中表面铺开性好，能够加速钛粉熔于铝液，进而提高钛的吸收率(熔化率)，使得钛在铝液中的实收率能够达到90％以上。

申请人：浙江今飞凯达轮毂股份有限公司,浙江今飞汽摩配技术研究院有限公司
地址：321016 浙江省金华市婺城区夹溪路888号办公楼
国籍：CN
代理机构：北京友联知识产权代理事务所(普通合伙)
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新型铝合金用钛剂的研究现状

新型铝合金用钛剂的研究现状
铝合金是一种具有自重轻、比强度高、可塑性好、导电率高等特点的合金材料。

由于铝合金具有良好的机械性能、耐腐蚀性和电气绝缘性，因此被广泛应用于电子、航空、汽车、厨房用具和医疗器械等行业中。

然而，传统的铝合金的强度不足，限制了它的进一步应用。

为了提高其强度，研究人员开始主动应用钛剂来改善铝合金的性能。

钛剂是一种新型的合金材料，具有广阔的多功能性能，如具有非常高的强度和抗腐蚀性，钛剂可以用于改善铝合金的强度和韧性。

与传统的铝合金相比，应用钛剂可以显著提高铝合金的强度和弹性模量，几乎无论是拉伸强度还是压缩强度，钛剂增强铝合金均有显著提高。

此外，由于钛剂的存在，可以降低材料的熔体温度，缩短工艺流程，提高整体性能。

目前，在国内外研究领域中，钛剂增强铝合金的研究已经取得了长足的进步。

在此过程中，科学家通过添加不同的钛剂来改善铝合金的性能，包括钛氧化物、膦酸钛、硫酸钛、铁钛硅等。

结果表明，当钛剂添加量恰当时，可以有效提高铝合金的强度，抗腐蚀性和耐磨性能，但当钛剂添加量过多时会对铝合金的性能造成负面影响。

未来，我们将继续研究钛剂增强铝合金的性能，以满足不同行业的应用需求。

在未来，通过对钛剂添加量的恰当控制，结合不同的处理工艺，可以进一步改善铝合金的性能，增加新型铝合金的应用范围，从而推动铝合金在更多领域的发展和利用。

综上所述，钛剂增强铝合金是未来发展的一个新方向，可以有效
提高铝合金材料的强度，同时也可以提高铝合金材料的其他性能，如耐腐蚀性、抗拉强度和耐磨性。

因此，必须进行广泛的研究，以开发新型铝合金材料，满足各种工业应用的需求。

新型铝合金用钛剂的研究现状

新型铝合金用钛剂的研究现状随着现代科技的发展，新型铝合金在工程上越来越受到重视。

铝合金有着高强度、质量轻、导热性好、机械张力低等优点，用于制造航天器、军事装备、机械设备、家居用品等领域，广泛应用于日常生活的各个方面。

在生产、加工、使用过程中，铝合金的静态、动态力学性能及耐腐蚀性表现至关重要。

钛剂可以改善铝合金的性能，使其在工程上发挥更大的价值，从而满足人们的日益增长的需求。

因此，钛剂在铝合金加工中有着重要的作用。

目前，钛剂技术发展到钛剂及其复合物钛化成分和温度及时间的控制，以改善铝合金的性能。

目前，研究新型铝合金用钛剂的研究主要集中在钛剂的溶剂类型，添加剂的类型，溶剂的浓度和温度，溶剂中的游离量等方面。

有研究表明，钛化剂的溶剂优先级从高到低为：氯化物类、茚系试剂类和其他溶剂类。

研究还表明，不同类型的添加剂可以改善铝合金的加工性能，具有不同的作用方式和效果。

然而，钛剂对铝合金熔点影响较大，使铝合金添加钛剂后易于熔化和开裂。

此外，钛化剂的溶剂和添加剂的比例仍然存在着一定的争议。

铝合金的热性能、抗震性和耐腐蚀性可能会受到影响。

此外，铝合金的尺寸、表面处理形式以及其中钛剂的研究也还比较有限。

未来，新型铝合金用钛剂的研究更加深入。

要改善铝合金性能，有必要建立一个全面、可靠的研究体系，探索钛剂溶剂种类，推进钛化剂的结构改进，完善温度与时间等技术参数的研究；并研究钛剂对铝合金组织的影响规律，开展耐腐蚀性能研究，分析不同添加剂对铝合金性能的影响，以及多变的工艺参数对钛剂的影响研究。

综上所述，新型铝合金用钛剂的研究正日益受到重视，其研究可以改善铝合金的性能，从而满足人们的日益增长的需求。

未来，应加强研究，完善钛剂种类，钛化剂的结构改进，技术参数的探索研究，以及不同添加剂对铝合金的性能的影响，以适应新型铝合金在工程上的应用，开发更多新型钛剂以满足市场需求。

一种铝合金用金属添加剂

专利名称：一种铝合金用金属添加剂专利类型：发明专利
发明人：朱涛
申请号：CN202111489922.X
申请日：20211208
公开号：CN114055836A
公开日：
20220218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于金属添加剂领域，具体的说是一种铝合金用金属添加剂，该铝合金用金属添加剂的具体组成成分为：金属粉末：10‑50，硬脂酸：1‑5，钾盐：1‑3，环氧树脂：1‑10；挤压呈块状可以方便运输和投放，但是若是挤压的过于充分，容易导致溶解过程中，添加剂不能快速的融化混合，导致制作效果不佳，但若是挤压不够充分，则会导致运输过程中，添加剂粉碎散开，容易造成浪费和投放不便的现象；通过在挤压后的添加剂外侧覆盖一层环氧树脂，即可以不需要挤压的太过充分，也能保证投放前添加剂不会散落，且在制作铝合金时，由于高温作用，环氧树脂会分解为二氧化碳和水，从而不会影响铝合金的制备。

申请人：朱涛
地址：215000 江苏省苏州市相城区康阳路302号
国籍：CN
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一种铝合金生产用铝钛硼丝添加装置

专利名称：一种铝合金生产用铝钛硼丝添加装置
专利类型：实用新型专利
发明人：崔立新,赵晓光,高尚辉,吴胜利,李明壮,王志伟,李芳,韩益利,王乐,陈韦,朱志平,霍精方
申请号：CN202122033282.3
申请日：20210826
公开号：CN215628219U
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及铝合金生产技术领域，尤其为一种铝合金生产用铝钛硼丝添加装置，包括融化桶，所述融化桶的底部开设有凸块，所述凸块的端面中心开设有通孔，所述通孔的内部设置有开合杆，所述融化桶的上方设置有盖板，所述盖板的端面开设有圆孔，所述融化桶的内壁设置有电热管，所述盖板的端面设置有开合电机，所述开合电机的驱动轴贯穿圆孔并延伸至盖板的底部固定连接有开合杆，所述融化桶的底部设置有移动架，所述移动架的底部设置有混合箱，本实用新型通过将融化桶设置在具有位移滑槽的移动架上，通过正向、反向移动电机拉动皮带实现融化桶在混合箱上的移动，能够保证送料混合的均匀性。

申请人：山东创新金属科技有限公司,山东创新合金研究院有限公司
地址：256200 山东省滨州市邹平县城北外环路东首
国籍：CN
代理机构：合肥兆信知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：汪洋
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增加铝合金中钛的方法[发明专利]

专利名称：增加铝合金中钛的方法
专利类型：发明专利
发明人：M·J·沃克,Q·王,A·C·博贝尔,J·R·萨尔瓦多,湛弘义申请号：CN201910336949.1
申请日：20190424
公开号：CN110468307A
公开日：
20191119
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种制造含有钛的铝合金的方法包括将第一组合物加热至第一温度。

第一组合物包括铝。

第一温度大于或等于第一组合物的液相线温度。

该方法进一步包括将第二组合物添加至第一组合物，以形成第三组合物。

第二组合物包括铜‑钛化合物。

该方法进一步包括将铜‑钛化合物的至少一部分分解成铜和钛。

该方法进一步包括将第三组合物冷却至第二温度，以形成第一固体材料。

第二温度小于或等于第三组合物的固相线温度。

该方法进一步包括对第一固体材料进行热处理，以形成含有钛的铝合金。

申请人：通用汽车环球科技运作有限责任公司
地址：美国密歇根州
国籍：US
代理机构：中国专利代理(香港)有限公司
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新型铝合金用钛剂的研究现状

新型铝合金用钛剂的研究现状铝合金用钛剂是一种新型的熔化剂，它能够提高铝合金材料的强度和耐腐蚀性，广泛用于汽车、航空航天、家用电器、钛合金制品和冶金行业。

近年来，随着技术的发展，新型铝合金用钛剂的研究也在不断发展。

本文将从以下几个方面进行介绍：新型铝合金用钛剂的特点、研究现状以及发展趋势。

首先，新型铝合金用钛剂具有良好的熔融性能和高热稳定性，能够有效地提高铝合金材料的强度和耐腐蚀性。

其次，钛剂能够改善铝合金的力学性能，从而使其具有更好的抗弯性能和抗冲击性能。

此外，钛剂具有可控的耐热性，可以提高封闭性和高温耐腐蚀性，从而提高材料的使用性能。

从研究现状来看，新型铝合金用钛剂的研究已得到了广泛的应用。

一方面，一些研究表明，通过改善钛剂加工技术，可以提高铝合金材料的强度和耐腐蚀性，从而提供更加可靠的熔化性能。

另一方面，钛剂制备过程中的沸点低、湿性低、熔点高及生产工艺的可控性也有利于提高铝合金的熔融性能。

此外，随着技术的发展和市场需求的增加，新型铝合金用钛剂的发展也受到了极大的关注。

一方面，未来可能会推出更为高效和可靠的钛剂熔渣加工技术，以获得更高的力学性能和耐腐蚀性。

另一方面，研究人员还将不断改善钛剂的制备工艺，以提高其熔融性能。

此外，研究人员还将开展大规模的应用研究，以确定新型铝合金用钛剂的最佳技术参数。

综上所述，新型铝合金用钛剂的研究取得了可喜的成果，并有望取得更多的进展。

新型钛剂具有良好的熔融性能和高热稳定性，从而提高了铝合金的力学性能。

随着技术的发展，新型钛剂制备工艺和熔渣加工技术将受到越来越多的关注，未来还将有更多的发展空间。

未来，研究人员将继续深入研究新型铝合金用钛剂，以提升材料的性能，满足市场需求。

环保型铝合金元素添加剂的研究与应用探究

环保型铝合金元素添加剂的研究与应用探究本文在分析对比了两代产品优缺点的基础上，经过大量的试验研究，研制出了新一代环保型铝合金元素添加剂。

标签：铝合金；环保；添加剂一、合金元素传统添加方法早期的合金元素添加工艺是茌铝合金生产前预先配制好所需的铝基中间合金，如铝硅中间合金（含硅量19%～21%）、铝铁中间合金（含铁量18%～22%）、铝锰中间合金（含锰量9%-11%）等，这种方法具有操作简便、加入量准确、合金成分便于控制等优点.但是中间合金生产时的能耗很高，特别是在铝合金配制过程中增加了合金元素的损耗，浪费极大。

因此，西方发达国家在20世纪70年代就淘汰了这种落后的元素添加工艺.发展了以金属添加剂——铁剂、锰剂、硅剂、铬剂、铜剂、钛剂方式直接加入的新技术.这种技术直到20世纪90年代初才在我国开始应用。

金属添加剂是用75%的纯金属粉末和25%的助熔剂（由氯盐、硝酸盐、氟盐和碳酸盐组成）充分混合压制而成，它虽然解决了以铝基中间合金方式添加的缺点.但难以解决其自身溶解温度高、吸收率低、吸收率不稳定和助熔剂产生的环保问题.使该技术的推广和应用受到了限制。

二、环保型铝合金元素添加剂的研究内容及生产方法1.研究内容1.1环保型铝合金元素添加剂的合金化原理当装有添加剂的铝质罐体投入铝熔体后.如果其比重大于铝液.铝罐会逐渐向炉底移动.铝质罐体一旦熔化.金属元素添加剂中的铝粉燃烧，为金属粉末的扩散提供动能。

这时经过活化处理且具有非常大比表面积的纯金属粉末在铝熔体中迅速溶解扩散。

金属细粉粒表面开始与铝熔体接触时.该合金元素在铝熔体各处有浓度差，促使元素在铝熔体中的浓度有趋于平衡的倾向。

经过一定时间后.熔体中的合金元素浓度达到平衡状态。

这就是添加剂的合金化原理。

1.2金属粉末的纯度、粒度、生产方法对合金元素吸收率的影响试验表明。

金属粉末纯度过低、粒度过大或过小都将影响它在铝液中的溶解和扩散速度.导致合金元素的吸收率低且不稳定.合金化效果不理想。

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无熔剂型铝合金钛添加剂的研究
赵琳萍,王磊,张淑婷
(北京矿冶研究总院,北京 100044)
摘要:研究了钛粉粒度和含氧量及铝粉含氧量对无熔剂铝合金钛添加剂吸收率的影响,研制出高吸收率的无熔剂型钛添加剂。

关键词:铝合金;钛添加剂;无熔剂
中图分类号:T G 14612+1 文献标识码:A 文章编号:1007-7545(2009)05-0052-03
Research on Flux -Free Titaniu m Additive Used in Aluminum Alloy
ZH AO Lin -ping,WANG Lei,ZH ANG Shu -ting
(Beijing Gener al Resear ch In stitute of M ining &M etallurgy,Beijing 100044,Ch ina)
Abstract:The effects of pow der size and oxy gen content o f titanium pow der and oxy gen content o f alumin -ium pow der on the absorption rate of enviro nm ental friendly flux -free titanium additiv e used in aluminum alloy have been resear ched,and the flux -free titanium additive w ith hig h absorptio n rate w ere dev elo ped.
Keywords:Aluminum alloy ;T itanium additiv e;Flux -free 作者简介:赵琳萍(1966-),女,辽宁铁岭人,高级工程师,硕士.
钛是铝合金中常用的晶粒细化剂,起细化铸造组织的作用[1]。

晶粒细化可以对铝合金铸件带来一系列的好处,比如:改善机械性能、改善凝固时的补缩能力、提高铸件的致密度、减少铸造疏松和裂纹、改善内部冶金质量等[1]。

现今国内外已大量采用直接在铝液中投入添加剂的方式添加合金元素[2]。

传统型钛添加剂由钛粉和助熔剂组成,助熔剂为卤化物盐类,比如氟铝酸钾、氟铝酸钠等[3]。

这种铝合金钛添加剂含有大量的氟元素,在使用过程中会大量释放烟气,给环境带来污染,对臭氧层产生破坏,并恶化生产环境,影响人体健康。

为了降低铝合金化过程对环境的污染,适应铝合金发展趋势的要求,本文使用铝粉代替卤化物盐类,通过添加20%的铝粉,研究了钛粉及铝粉的粒度和氧含量等参数对钛添加剂吸收率的影响,研制出了高吸收率的无熔剂铝合金钛添加剂。

1 实验过程
试验采用混合压制的方法制备无熔剂铝合金钛添加剂,其工艺流程见图1。

图1 无熔剂铝合金钛添加剂工艺流程Fig.1 Process of flux -free titanium additive 将压制好的样块投入到740~760e 的铝液中,
连续搅拌20m in,静置10min 后浇注,冷却后从铸锭上分区取样,进行钛元素含量检测。

按公式(1)计算实收率x :
x=熔体质量@钛元素质量百分数加入钛元素质量
@100%(1)
2 实验结果与讨论
211 钛粉粒度对吸收率的影响
采用不同粒度的钛粉制备钛剂样品,研究钛粉粒度对吸收率的影响。

结果见图2。

图2 钛粉粒度对吸收率的影响
Fig.2 Effect of the size of Ti powder on
the absorption rate
从图2看出随着钛粉粒度的细化,其吸收率增加。

这是因为随着粉末粒度的细化,其表面积增大,具有更高的表面能和更高的活性,同时反应界面面积随之增加,因此吸收效果得到改善,吸收率增加。

2.2 钛粉氧含量对吸收率的影响
图3 钛粉氧含量对吸收率的影响
Fig.3 Effect of oxygen content in Ti powder
on the absorption rate
使用不同氧含量的钛粉制备铝合金钛添加剂
样品,研究钛粉氧含量对吸收率的影响,结果见图3。

从图3可以看出随着钛粉末氧含量的增加,钛的吸收率减小。

这是因为氧在钛粉中多以固态金属表面氧化膜的形式存在,二氧化钛具有很高的化学稳定性、热稳定性,二氧化钛包覆在钛粉的表面阻碍钛与铝发生反应,且被氧化的钛,在反应结束后会以炉渣的形式被除去,因此氧的大量存在降低了纯钛的含量,使钛的吸收率降低。

2.3 铝粉氧含量对吸收率的影响
采用不同氧含量的铝粉制备铝合金钛添加剂样品,研究铝粉氧含量对吸收率的影响,结果见图4。

图4 铝粉中氧含量对吸收率的影响Fig.4 Effect of oxygen content in Al powder on the absorption rate
由图4可以看出,钛的吸收率随着铝粉氧含量的增加而降低。

这是因为氧元素在铝中多以氧化铝膜的形式存在,而氧化铝的熔点要比铝的熔点高得多。

氧化膜阻碍了固态金属与液态金属间的传热和传质,对固态金属熔解有较大的影响。

因此如果铝中氧的含量过高,那么添加剂的熔解速度将减慢,降低吸收效果。

因此,在选择铝粉时要保证较低的含氧量,才能保证添加剂有较高的吸收率。

基于以上研究,我们选择氧含量小于0.4%,平均粒度100微米的钛粉和氧含量小于0.4%的铝粉制备了钛添加剂,通过实验,其吸收率达到92%。

2.4 钛剂熔解机理研究
当钛剂投入到铝液中后,它与铝液发生热交换,钛添加剂的内部的铝粉也随着热量的传递过程,温度升高而逐渐熔化。

从A-l T i 的差热分析图(图5)
上可以看到随着传热的不断进行,温度也不断升高,当温度达到铝的熔点660e 后,铝粉由固态熔化为液态,差热曲线出现吸热峰,当铝粉完全熔化后,曲
线上出现放热峰,说明熔化的液态铝附着在钛粉的表面并发生放热反应,形成了A1-T i间化合物。

熔解放热使周围的温度升高,加速了钛添加剂在铝液中的熔解。

图580A-l20Ti系统的差热分析曲线
Fig.5DSC curve of80A-l20Ti system
钛添加剂块本身存有大量的空隙,孔隙内气体遇热膨胀,产生微爆炸并将空隙扩大,此刻外围的铝液也开始填充钛添加剂内部的空隙,原来比较致密的钛添加剂就变得疏松,起初的钛粉包围铝粉的团状结构开始坍塌,因此钛添加剂中添加铝粉加速了钛添加剂的熔解。

3结论
通过研究影响无熔剂型铝合金钛添加剂在铝液中吸收率的因素,制备了无熔剂铝合金钛添加剂,该钛添加剂吸收率高于90%。

参考文献
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