一种MB2(M=Ti+V)颗粒的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种MB2(M＝Ti+V)颗粒的制备方法，包括以下步骤：Al

【技术实现步骤摘要】
一种MB2(M＝Ti+V)颗粒的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及Al
‑
Si合金
，具体涉及一种Ti、V元素混合与B元素生成MB2(M＝Ti+V)颗粒的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]Al
‑
Si合金是一种广泛应用于交通运输的合金，但其由于晶粒粗大，造成的力学性能不好，往往限制了它的应用。工业上细化铝合金晶粒的方法主要是通过接种Al
‑
5Ti
‑
1B细化剂，但在Si含量超过5wt％的Al
‑
Si合金中会丧失细化性能。其原因是因为Si元素会偏聚在TiB2颗粒的表面使其丧失于α
‑
Al的结合。所以开发一种新型的异质形核颗粒去细化Al
‑
Si合金十分重要。
[0003]Al
‑
Ti
‑
Nb
‑
B是一种对Al
‑
Si合金有效的晶粒细化剂，其中Nb、Ti元素与B元素生成的(Nb、Ti)B2对α
‑
Al有着很好的细化作用，且单一的TiB2和NbB2的细化作用不如这种混杂的(Nb、Ti)B2颗粒，这种Al
‑
Ti
‑
Nb
‑
B细化剂虽然可以解决TiB
2“Si中毒”的问题，但是由于NbB2的密度(6.93g/cm3)较大，所以会导致这种(Nb、Ti)B2颗粒下沉，从而失去形核的作用。针对NbB2颗粒密度大，我们将Nb元素换成了V元素，V元素同样可以生成具有细化作用的VB2，但单一的VB2细化作用并不好，但VB2密度远低于NbB2所以将TiB2与VB2结合制备Ti与V混合与B生成的MB2(M＝Ti+V)颗粒，用以解决TiB
2“Si中毒”、VB2细化作用不好、(Nb、Ti)B2颗粒下沉问题。基于此，本专利技术提供一种Ti、V元素混合与B元素生成MB2(M＝Ti+V)颗粒的制备方法及应用。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种Ti、V元素混合与B元素生成MB2(M＝Ti+V)颗粒的制备方法及应用，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种Ti、V元素混合与B元素生成MB2(M＝Ti+V)颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一：Al
‑
Ti、Al
‑
V、Al
‑
B中间合金通过熔炼制备，熔炼温度为750℃，加料顺序为先将Al
‑
V和Al
‑
B加入石墨坩埚中熔炼，每15分钟搅拌一次，保温一小时；
[0008]步骤二：再将Al
‑
Ti合金加入熔体中，每15分钟搅拌一次，保温30min；除气除杂，浇铸；
[0009]步骤三：然后加入稀土变质改性剂，继续熔炼10
‑
20min；
[0010]步骤四：最后冷却定型，送入到球磨机中球磨；
[0011]步骤五：再经过热均化改进处理，即可。
[0012]优选地，所述MB2(M＝Ti+V)ICP元素分析中Ti的重量份为0.45份，V：0.85份，B：0.5份，稀土变质改性剂0.1份，基体为Al 1.5份。
[0013]优选地，所述稀土变质改性剂的制备方法为：
[0014]S01：将稀土镧、稀土铷按照重量比3:1混合，随后再加入稀土镧总量10
‑
20％的碳纳米管添加剂，搅拌混合充分，得到稀土复合剂；
[0015]S02：将壳聚糖按照重量比1:3加入到海藻酸钠溶液中，随后再加入壳聚糖总量10
‑
20％的盐酸、2
‑
6％的烷基磺酸钠，搅拌混合均匀，再加入壳聚糖总量1
‑
3％的硅烷偶联剂，搅拌混合充分，得到改性处理液；
[0016]S03：将稀土复合剂送入到5
‑
7倍的改性处理液中搅拌处理，处理结束，水洗、干燥，得到稀土变质改性剂。
[0017]优选地，所述海藻酸钠溶液的质量分数为20
‑
25％。
[0018]优选地，所述S03中搅拌处理的转速为550
‑
650r/min，搅拌时间为30
‑
40min，搅拌温度为65
‑
75℃。
[0019]优选地，所述碳纳米管添加剂的制备方法为：
[0020]S11：将碳纳米管送入到3
‑
6倍的水中，然后加入碳纳米管总量10
‑
20％的磷酸缓冲溶液，分散均匀；
[0021]S12：随后再加入碳纳米管总量1
‑
5％的十二烷基硫酸钠，继续搅拌混合充分，最后水洗、干燥，得到碳纳米管添加剂。
[0022]优选地，所述球磨机中球磨的转速为1000
‑
1500r/min，球磨时间为20
‑
30min。
[0023]优选地，所述热均化改进处理的具体操作步骤为：
[0024]S21：先以1
‑
3℃/min的速率升温至300
‑
350℃，保温10
‑
20min；
[0025]S22：然后再继续以5
‑
10℃/min的速率升温至650℃，继续保温5
‑
10min；
[0026]S23：最后风冷至室温，即可。
[0027]优选地，所述风冷采用1
‑
10℃的风进行风冷，风冷流速为5
‑
10L/min。
[0028]本专利技术还提供了一种Ti、V元素混合与B元素生成MB2(M＝Ti+V)颗粒的制备方法在细化Al
‑
Si合金中的应用。
[0029]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0030]本专利技术MB2(M＝Ti+V)颗粒具有优异的细化晶粒效果，在制备中通过Ti+V元素配合B元素，在稀土变质剂的优化协配下，具有优异的细化效率；稀土变质剂采用稀土镧、稀土铷配合碳纳米管改性剂，通过碳纳米管改性剂与稀土元素的共配效果，在合金产品制备中进一步的细化晶粒，从而提高了产品的制备效率。
附图说明
[0031]图1为Al
‑
7Si晶粒图；
[0032]图2为TiB2+TiAl3细化Al
‑
7Si晶粒图；
[0033]图3为VB2细化Al
‑
7Si晶粒图；
[0034]图4为MB2(M＝Ti+V)细化Al
‑
7Si晶粒图；
[0035]图5为MB2(M＝Ti+V)细化Al
‑
7Si的偏振光金相图；
[0036]图6为对比例1的Al
‑
Ti<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MB2(M＝Ti+V)颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：Al
‑
Ti、Al
‑
V、Al
‑
B中间合金通过熔炼制备，熔炼温度为750℃，加料顺序为先将Al
‑
V和Al
‑
B加入石墨坩埚中熔炼，每15分钟搅拌一次，保温一小时；步骤二：再将Al
‑
Ti合金加入熔体中，每15分钟搅拌一次，保温30min；除气除杂，浇铸；步骤三：然后加入稀土变质改性剂，继续熔炼10
‑
20min；步骤四：最后冷却定型，送入到球磨机中球磨；步骤五：再经过热均化改进处理，即可。2.根据权利要求1所述的一种MB2(M＝Ti+V)颗粒的制备方法，其特征在于，所述MB2(M＝Ti+V)ICP元素分析中Ti的重量份为0.45份，V：0.85份，B：0.5份，稀土变质改性剂0.1份，基体为Al 1.5份。3.根据权利要求2所述的一种MB2(M＝Ti+V)颗粒的制备方法，其特征在于，所述稀土变质改性剂的制备方法为：S01：将稀土镧、稀土铷按照重量比3:1混合，随后再加入稀土镧总量10
‑
20％的碳纳米管添加剂，搅拌混合充分，得到稀土复合剂；S02：将壳聚糖按照重量比1:3加入到海藻酸钠溶液中，随后再加入壳聚糖总量10
‑
20％的盐酸、2
‑
6％的烷基磺酸钠，搅拌混合均匀，再加入壳聚糖总量1
‑
3％的硅烷偶联剂，搅拌混合充分，得到改性处理液；S03：将稀土复合剂送入到5
‑
7倍的改性处理液中搅拌处理，处理结束，水洗、干燥，得到稀土变质改性剂。4.根据权利要求3所述的一种MB2(M＝Ti+V)颗粒的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠溶液的质量分数为20
‑
25％。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤宏群，阮麒麟，蒙传朝，吴健强，王俊升，许征兵，陶祖珊，钟跃房，粟长朝，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：