在工业生产中,最实用、最经济的晶粒细化方法是向熔体中添加晶粒细化剂,目前Al-Ti-B是全世界广泛使用的一种细化剂,但由于本身的性能缺陷使其在高档箔材的轧制上受到限制,如在轧制晶粒度级别要求较高的铝箔时,一部分聚集态的、坚硬的TiB₂核心容易从箔材上脱落,从而导致针孔,有时会使带材断裂,并损坏轧辊,在后续成形工艺如深拉拔时会产生负面影响。由于Al-Ti-C具有比Al-Ti-B更为优异的晶粒细化效果,因而人们把研究的方向转移到Al-Ti-C类新型细化剂上,以克服Al-Ti-B至今存在的各种缺陷,是目前各国铝行业大力鼓励研究和开发的晶粒细化剂产品。 由于Al-Ti-C的研究还处于发展阶段,本文针对Al-Ti-C三元体系的反应机理从热力学和动力学进行了分析,通过采用钛盐与石墨粉均匀混合后加入铝液中,以铝热反应为基础结合原位反应一步合成Al-Ti-C中间合金细化剂,提出了一种制备Al-Ti-C中间合金细化剂的新工艺,该工艺方法简单,成本较低,易于规模性生产。对制得的中间合金运用SEM、XRD等检测方法进行了微观组织结构分析。在晶粒细化试验的基础上,对细化的α-Al晶粒核心进行了观察,探讨了可能的细化机理,初步解决了Al-Ti-C细化剂在长时间保温下的失效问题。 细化试验表明,用本工艺制备的Al-Ti-C中间合金完全达到了英国产Al5TiB的细化效果,有更好的形核效率。为生产应用提供了合成机理和工艺技术依据。