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鋁合金精煉劑配方工藝

作者:由 訊麥科技配方 發表于 歷史日期:2022-10-28

鋁合金怎麼提煉出來的

鋁合金精煉劑配方工藝

鋁合金精煉劑

鋁合金作為一種重要的有色金屬材料,廣泛應用於航空、航天、汽車、機械製造、船舶及化學工業等領域。針對鋁合金鑄造,通常要求鑄件不允許有縮孔、氣孔以及夾渣等缺陷,以保證鑄件的力學效能、耐腐蝕效能等等。最常用手段就是在鋁合金熔鍊過程中加入精煉劑,除去在鋁合金熔體中產生的氫氣以及熔體中的氧化夾渣,以保證鑄件質量。

一種含鈰鑭鉺的鋁合金精煉劑,包括A料和B料,其中,所述A料包括以下重量份的原料:NaCl 70~80份,KCl 50~56份,CaCl2 10~15份,NaF30~36份,AlF3 10~12份,氟鋁酸鈉10~12份,大理石粉12~18份,輕質碳酸鈣15~25份;所述B料由C2Cl6、TiO2與金屬按重量比5:1。5~2:1~1。5組成,所述金屬為包含Mg、Ce、La、Er的混合金屬;A料和B料配合使用,重量比為2~4:1。但是從配方中發現裡邊含有純稀土金屬,由於稀土的活性較高,很容易發生氧化形成氧化物,氧化物造渣浮在鋁合金熔體上方,雖然有一部分氧化稀土可以被鋁還原回稀土,但是不可避免地造成稀土繼續氧化形成氧化物夾渣影響鑄件效能。如果稀土元素以稀土酸鹽的形式加入可以很好地解決上述問題,並且稀土鹽可以發揮細化鋁合金組織、消除鑄件氣孔的作用,從而改善了鋁合金鑄件的質量。

現有技術中將稀土金屬或稀土中間合金作為精煉劑組成的一部分,導致在非真空條件下,稀土很容易發生氧化形成氧化物,氧化造渣形成夾渣影響鋁合金鑄件的質量。另外,稀土元素本身具有細化鋁合金組織的作用,如果稀土元素以上述形式存在會造成稀土的損耗,稀土以氧化物的形式(夾渣的形式)存在不能有效發揮細化晶粒的作用。針對現有技術的缺點:成本高,效率低,耗時間等問題,急需研發一種精煉劑,在保證精煉劑去除鑄造缺陷的同時,還高效地發揮了稀土細化晶粒的作用,實現了“精煉+細化”的雙重功效。

本技術提供了一種含稀土元素的鋁合金精煉劑,在保證精煉劑去除鑄造缺陷的同時,還高效地發揮了稀土細化晶粒的作用。

本技術的技術方案:

一種含稀土元素的鋁合金精煉劑,其特徵在於,包括以下重量份的原料:KF 60~70份、NaCl 50~60份、LiCl 40~60份、冰晶石20~25份、AlF3 10~25份、CaF2 10~15份、輕質碳酸鈣5~10份、石墨粉15~20份、滑石粉10~20份、MgCl2 20~30份、稀土酸鹽10~30份;

所述精煉劑的配置方法包括以下步驟:

S1:將上述原料按照重量份配比用球磨機分別破碎,並過200目的篩網,球磨過程中加入蒸餾水,起到降溫、潤滑的作用;

S2:將步驟S1製得的原料按重量份配比放入混料機,混合均勻,製得均勻的混合物;

S3:將步驟S2製得的均勻混合物放入真空乾燥箱中烘乾,烘乾溫度為100~120℃,時間為0。5~1h;

S4:將步驟S3烘乾後的均勻混合物用200目的篩網過篩,冷卻到室溫條件下,並裝入真空袋抽真空密封,最終獲得成品。

優選地,上述精煉劑包括以下重量份的原料:KF 50份、NaCl 55份、LiCl 45份、冰晶石25份、AlF3 15份、CaF2 15份、輕質碳酸鈣5份、石墨粉15份、滑石粉10份、MgCl2 20份、稀土酸鹽10份。

上述精煉劑的使用方法包括以下步驟:

S1:將合金原料裝入坩堝中,開啟電阻爐和控溫儀,在300℃下進行預熱,保溫時間為30-50min,目的是防止爐料表面生成水蒸氣引起熔體爆炸;

S2:保溫結束以後,把溫度升至700~900℃,待原料熔化後,保溫20min,再用石墨鐘罩壓入事先烘乾的精煉劑,待10min過後,取出石墨鐘罩,待合金液表面無氣泡產生時,熔體穩定10min後,撈渣澆鑄,以消除合金中的氣孔和疏鬆等缺陷。

優選地,所述精煉劑適用於鋁合金、鋅鋁合金的精煉劑,或者熱浸鍍鋁合金、鋅鋁合金的覆蓋劑。優選地,所述稀土酸鹽為輕稀土的氯化物、氟化物、硝酸化合物中的一種及其以上覆配。

優選地,所述稀土酸鹽為重稀土的氯化物、氟化物、硝酸化合物中的一種及其以上覆配。

優選地,所述步驟S3製得的鋁合金精煉劑的總體含水量小於0。5%。

與現有技術相比,本技術具有以下技術效果:

1)本技術的精煉劑加入了稀土金屬,稀土金屬與H2、S等雜質元素具有很強的化學親和力,可以與各種雜質元素形成化合物,能消除有害雜質的影響;稀土金屬對鋁合金組織起到變質和細化作用,有效減小鋁合金的枝晶間距,細化鑄態晶粒,提高了合金的力學效能;

2)本技術的精煉劑能有效去除鋁液中的夾雜物與氣體,起到淨化鋁液的作用,處理後的鋁液中氫含量低於0。12ml/g Al。

上述精煉劑適用於鋁合金、鋅鋁合金的精煉劑,或者熱浸鍍鋁合金、鋅鋁合金的覆蓋劑。

其中,所述稀土酸鹽為輕稀土的氯化物、氟化物、硝酸化合物中的一種及其以上覆配。

或者,所述稀土酸鹽為重稀土的氯化物、氟化物、硝酸化合物中的一種及其以上覆配。

實施例1:

一種含稀土元素的鋁合金精煉劑,包括以下重量份原料,KF 60份、NaCl 50份、LiCl 40份、冰晶石20份、AlF3 10份、CaF2 10份、輕質碳酸鈣5份、石墨粉15份、滑石粉10份、MgCl2 20份、CeCl3 5份、LaCl 35份。

實施例2:

一種含稀土元素的鋁合金精煉劑,包括以下重量份原料,KF 70份、NaCl 60份、LiCl 60份、冰晶石25份、AlF3 25份、CaF2 15份、輕質碳酸鈣10份、石墨粉20份、滑石粉20份、MgCl2 30份、CeF4 15份、LaF3 15份。

實施例3:

一種含稀土元素的鋁合金精煉劑,包括以下重量份原料,KF 65份、NaCl 55份、LiCl 50份、冰晶石22份、AlF3 17份、CaF2 12份、輕質碳酸鈣7份、石墨粉17份、滑石粉15份、MgCl2 25份、Ce(NO)3 10份、La(NO)3 10份。