一、前言
随着市场对铝合金制品的冶金组织、成分及性能提出了更高的要求，铝加工需要生产出冶金质量合格、成分均匀和性能优良的铝合金制品，而作为生产中的关键原料 ---铝钛中间合金，起着及细化合金组织、改善铝合金各种加工工艺性能的重要作用，本文重点对铝钛合金的生产工艺及出现TiAL₃形成原因做以下描述。 二、铝钛合金成分技术指标
ALTi10成分技术要求：Si≤0.3%；Fe≤0.35%;Cu≤0.05%;Mn≤0.05%；Cr≤0.02%；Ni≤0.05%;Ti：9-11%；Mg ≤0.01%;Zn≤0.05%;As≤0.01%;Pb+Hg+ Cd≤0.01%。
三、铝钛合金生产工艺
1.铝钛合金制备工装
我司目前采用中频炉制作铝钛合金，设备具有节能环保、生产效率高等特点。铝钛合金制作过程中粘度大、易沉淀，这就发挥了中频炉的优势，利用磁场和在身加热功率，使钛屑充分在高温下进行翻滚搅拌，一方面缩短了钛屑融化时间，另一方面达到成分均匀化，快速溶解对减少TiAL₃形成提供优越了环境条件。 2.原材料质量
制作铝钛合金的钛屑一般采用两种，一种是合金钛屑，成分要求6%Al、4%V，另一种是纯钛屑，T i含量＞99.4%。钛屑的含量和规格是造成TiAL₃形成的关键因素，钛屑的含量决定了融化制备液体的粘度，钛屑中Ti含量越高相对液体的粘度较小，融化时间相对较短，融化时间和冷却时间经过形成TiAL₃过程相对较短。随着钛屑规格的增加，添加钛屑的温度、升温功率，融化时间都会随之增加，通过图1所示，在660-1350℃之间制备时间相对越长TiAL₃形成几率随之增加，若尺寸太薄在添加铝液过程中遇到高温铝液就会加剧燃烧，不仅造成了成本的浪费，同时也造成了新的杂质形成。 3.除渣
首先在投入电解铝液前要对中频炉坩埚内部进行清理，其次入完铝液后
对铝液进行一次打渣，除渣温度控制在
760℃左右，打渣剂用量为1.5KG/T，启动
中频炉的同时添加打渣剂，可利用中频
炉的工作原理添加打渣剂后进行翻滚，
之后可将表面的铝渣打捞干净。
4.钛屑添加温度及方式
钛屑密度4.51g/cm3较铝大，被铝液包
裹时会自身产生较大的热量温度过高会加
剧升温过程中TiAL₃的形成，所以添加钛屑
的温度控制在770-810℃不易过高，添加
钛屑前启动中频炉，添加过程要迅速将钛
屑用器具压入铝液中，充分使钛屑被铝液
包裹避免燃烧产生新的杂质。
5.静置温度和方式
钛屑在静置过程中会产生大量的
热量，如果静置温度温度过高冷却速率
又达不到就会造成TiAL₃的大量形成，
温度较低钛屑融化时间增长，同时钛屑
也不能充分融化，这样都生产不出合格
的铝钛合金，所以静置温度的控制有关
重要，正常的铝钛合金保温温度控制的
900℃，在保温过程中停止中频的加热
功率，若在进行翻滚钛屑在接触空气过
程中进行燃烧就会形成黑的融渣，添
加钛屑后铝液内部的杂质将无法进行去
除，随着钛含量的增加，铝钛合金液体
的黏度也随之增加，即便使用优质的精
炼剂也只会造成杂含量的升高。
另外融化时间要进行控制，质量较
好的钛屑正常充分融化完的时间在1个小
时以内，融化时间越长自身产生的热量
就越大，在形成TiAL₃条件下的时间将会
也长，形成TiAL₃的概率将会越大。判断
钛屑是否充分融化可选用器具在中频炉
炉底进行取样，未发现也偶丝状物即为
充分融化，在钛屑未融化前严禁启动中
频炉进行升温。
6.融化后搅拌
从相图上得知在1350℃由液态转向
固态的过程中也是生产TiAL₃的一个过
程，在铝钛合金内部中以片状或条状的
形态出现，这个片状的晶体再次使用时
不易融化，成为铝液中的杂质，所以掌
握添加温度、融化温度、融化时间、凝
固效率是控制铝钛合金中TiAL₃行程的重
要控制要点。
中频炉内的液钛金属在磁场的搅
拌作用下，大大增加了熔池内合金组元
和杂质的扩散作用，有利于成分的均匀
化。
7.铝钛合金液体处理
在确认钛屑充分融化后，可以启动
中频炉观察翻滚过程总铝液质量，铝液
呈透亮状态为最佳，可依据情况对液体
表面进行打渣处理，添加打渣剂的过程
中避免启动中频炉，此过程只能对表面
进行打渣处理。
四、凝固时的收缩及TiAL₃形成原因
金属液在冷凝过程中伴随着体积的
收缩，此种现象存在于从液态到固态、
从高温到低温的整个熔炼过程中。收缩
分为两种，一种是集中收缩，在钛锭中
表现为冒口处的缩孔，另一种是分散收
缩，即为钛锭中的微缩孔，称为疏松。
缩孔和疏松的存在会影响铸锭质量，降
低产品成材率。在生产实践中，为了消
除或减少缩孔，常常在熔炼后期采用补
缩的工艺措施，除此之外从高温到凝固
过程必经过TiAL₃形成温度，这就是要控
制冷却速率，缩短经过形成TiAL₃温度的
时间，可以有效的避免此缺陷。
五、结论
铝钛合金内部生产TiAL₃有碍于铝液
中的溶解，同时也影响铝钛合金晶粒细
化的作用，正确的控制钛屑的质量和生
产过程中添加温度、融化温度、时间，
冷却时间可以避免TiAL₃的形成从而确保
铝钛合金的内部质量。
参考文献：
[1]赵金升，苑雪雷.古龙浅谈铝合金冲压工艺.2015
[2]雷杨.钛合金加工工艺技术探讨2017
浅谈铝钛中间合金生产工艺及ＴｉＡＬ₃形成原因
赵 蕾 河南中孚技术中心有限公司
【摘 要】介绍了铝钛中间合金在加工行业的作用及采用电解铝液生产ALTI10中间合金的生产工艺，并从原材料质量和生产工序各个环节分析了形成TiAl₃的主要原因。
【关键词】铝钛中间合金；TiAL₃
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