细小的等轴晶组织能够改善铝合金铸件的力学性能,降低热裂纹,消除缩孔缩松等,提高铝合金的性能。添加Al-Ti-B晶粒细化剂能使铝合金铸件由粗大的柱状晶转变为细小的等轴晶,起到细化铝合金晶粒的目的。Al-5Ti-1B中间合金被公认为是对纯铝及铝合金细化效果最好的Al-Ti-B细化剂,应用最广泛。目前制备Al-5Ti-1B中间合金主要是使用氟盐反应法,即将K₂Ti F₆和KBF₄添加到800℃的Al熔体中,通过两种氟盐与Al熔体之间的界面反应制备Al-Ti-B中间合金。其优点是原料价格低廉,制备工艺相对较简单,熔融状态的低密度反应副产物浮于熔体上,利于去除。但也存在很大的缺点,如界面反应速度慢,导致合金化反应时间过长,生产效率低;浮于熔体之上的熔融态氟盐易挥发,造成环境污染;合金化过程中产生的氟铝酸钾盐副产物和带入的金属化合物杂质,以及熔盐对耐火材料腐蚀而产生的夹杂物不能完全去除干净,导致最终制备的Al-Ti-B中间合金洁净度较差等。本文针对氟盐法制备Al-5Ti-1B晶粒细化剂存在的问题,通过改进氟盐加料顺序、合金化反应温度、反应时间等工艺参数对其制备工艺进行优化,并使用高能超声振动对其进行熔体处理,制备了Al-5Ti-1B中间合金。研究了各种合金化工艺参数和高能超声处理施加方式及时间对Al-5Ti-1B晶粒细化剂的组织的影响。通过细化实验,进一步研究了制备工艺参数对Al-5Ti-1B中间合金晶粒细化性能的影响。海绵Ti作为K₂Ti F₆的上一级产品,是生产K₂Ti F₆的主要原料。本文在传统氟盐反应法的基础上,用海绵Ti部分替代K₂Ti F₆作为原料制备了Al-5Ti-1B中间合金细化剂,研究了替代比例对制备的中间合金的组织及其细化效果的影响。利用X射线衍射分析仪（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）对制备的Al-5Ti-1B晶粒细化剂的微观组织进行观察和分析。结果表明,在Al-5Ti-1B晶粒细化剂制备过程中,混合加入K₂Ti F₆和KBF₄获得的Al-5Ti-1B中间合金组织中Ti Al₃尺寸较小,分布较均匀。但加料顺序对Al-5Ti-1B中第二相粒子Ti Al₃和Ti B₂的形貌基本没有影响,Ti Al₃大部分呈现块状,Ti B₂大部分是六边形状,少数为规则的多边形状。合金化反应温度为850℃时,制备的Al-5Ti-1B中间合金的Ti Al₃相尺寸相对较小。合金化反应时间为60min时,制备的AI-5Ti-1B中间合金中Ti元素含量为5.01%,B元素含量为0.88%,Ti、B元素的收得率达到最大值。在Al-5Ti-1B中间合金的制备过程中,对金属液施加超声振动处理能显著改善细化剂的组织和细化效果。在氟盐加入铝液中后,对金属液施加超声振动处理3.5min,与不施加超声处理相比,粗大的板条状Ti Al₃受到抑制,针片状和团块状Ti Al₃尺寸明显减小,分布更加均匀。细化剂中大块团聚的Ti B₂相的聚集程度降低,孤立的Ti B₂颗粒增多,Ti B₂粒子团也变得比较松散,但Ti B₂粒子的尺寸没有明显变化。混合超声处理工艺在凝固前对合金液再次进行超声处理,能将保温过程中长大的Ti Al₃碎化,减小其尺寸,另外超声波的声流效应在合金液中产生的环流能有效分散Ti Al₃,使Ti Al₃分布更均匀,Ti B₂粒子逐渐趋于弥散分布。连续超声处理10min制备的Al-5Ti-1B晶粒细化剂中Ti Al₃相均成细小的块状,平均尺寸为12.4μm,Ti B₂颗粒轮廓清晰,呈现规则的多边形状,彼此之间无粘连,基本全部弥散分布于Al基体上。使用工业纯铝作为被细化对象,对制备的Al-5Ti-1B中间合金进行细化实验。结果表明,施加3.5min超声振动制备的细化剂细化的纯铝组织,均为细小的等轴晶。与不施加超声处理相比,纯铝的晶粒得到明显细化,平均尺寸为472μm。使用施加混合超声振动制备的细化剂细化,纯铝的晶粒尺寸进一步减小,达到398μm,说明混合超声振动能进一步提高制备的Al-5Ti-1B细化剂的细化效果。连续超声处理10min制备的Al-5Ti-1B中间合金的细化效果最好,可将纯铝晶粒细化至307μm。海绵Ti部分替代K₂Ti F₆作为原料制备的Al-5Ti-1B中间合金细化剂,当替代比率为25%时,制备的中间合金组织较好,Ti Al₃全为块状,且分布均匀。细化实验表明,其细化性能与氟盐法制备的Al-5Ti-1B中间合金的细化性能最接近。海绵Ti替代K₂Ti F₆制备Al-5Ti-1B中间合金可减少氟盐使用量,减少氟盐蒸汽的释放以及有毒气体的产生,最大程度的保护环境。且节省了用海绵Ti生产K₂Ti F₆的过程,节约能源,节约成本,保护环境,有很高的工业应用价值。