CN101250636B - 有色合金熔炼熔剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有色合金熔炼熔剂及制备方法，该熔剂由碳酸钙、硼化钛、碳酸钠、氯化钾、氟化钙、氯化纳、氯化钙、氟化钠、二氧化硅和冰晶石按一定比例的制成，其步骤是A、按重量份称取碳酸钙、硼化钛、碳酸钠、氯化钾、氟化钙、氯化纳、氯化钙、氟化钠、二氧化硅和冰晶石；B、将原料放入烘烤箱内烘烤；C、将烘烤好的原材料粉碎；D、将粉碎好的原料放入密闭的混料机内，充分混合均匀后，立即包装便得到一种重熔覆盖变质清渣速熔剂或清渣剂。本发明配方合理，使用方便，成本低廉，节能环保，无烟、无味、无粉尘、不腐蚀设备，方法易行，操作简便，节能减耗，有效地提高了现有材料的利用率，有效地降低了操作人员的劳动强度。

Description

有色合金熔炼熔剂及制备方法

技术领域

本发明涉及铸造行业中有色铸造熔炼，更具体涉及一种有色合金熔炼熔剂，同时还涉及该熔剂(清渣熔剂或清渣速熔剂)的制备方法，该熔剂适合应用于铝、铜、锌或其合金的熔炼。

背景技术

目前全球有色金属价格飞涨，引起金属加工企业的成本急剧增加.企业生产的目的就是盈利，企业要生存就必须控制成本，在生产中生产成本是重头，生产成本的控制范围是料、工、费.尽量有效的利用现场各种原料和废料(废料包括：报废的铸件、浇口、冒口、切屑和熔渣等)，按照传统工艺熔炼用的原料的使用是有严格的规定的，既新料和废料的使用要有一定的比例，熔炼一炉废料的用量不能超过60％(军品必须控制在30％以内，而且废料的等级必须在二级品以上)，机械切屑和熔渣等，是一定要专业金属加工厂经过复杂工艺重熔处理后浇锭才能再利用，这些都给现场有效利用材料带来困难.传统熔炼工艺：

装炉料前的合金处理(去除原材料上的油污、预热等)-装炉料-清渣-精炼-变质(晶粒细化)-浇注铸件.

原理是：铸造合金熔化过程是合金吸气、氧化、(脱氧)精炼、变质(晶粒细化)等.

例如：(1)熔化铜合金Me+炉内的氧化物---MeO，Meo+R--Me+RO+Q(反应可逆)Me为金属元素，R为还原剂，Q为反应热，RO为还原剂生成的氧化物，在用磷铜脱氧时，现场有烟雾并呛人.

(2)铝合金熔化(AI)铝+(SiO₂)二氧化硅-(Al₂O₃)三氧化二铝+(Si)硅，(Al)铝+(Fe₂O₃)三氧化二铁---(Al₂O₃)三氧化二铝+(Fe)铁等，二氧化硅和三氧化二铁等均为炉衬材料所含的氧化物。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种有色合金熔炼的熔剂，配方合理，使用方便，成本低廉，节能环保，无烟、无味、无粉尘、不腐蚀设备，提高了工作效率。

本发明的另一个目的是在于提供了一种有色合金熔炼熔剂的制备方法，方法易行，操作简便，节能减耗，有效地提高了现有材料的利用率，有效地降低了操作人员的劳动强度。

要得到高品质的铸件，(1)应采取快速熔化(既缩短熔炼的时间)减少合金吸气、氧化、烧损(2)简化铸造工艺(3)原料的有效利用(4)节能降耗(5)提高生产效率等，只有解决这些问题，企业才能在激烈的市场竞争中站稳。目前我国熔炼有色金属熔剂功能都很单一，还没有一种熔剂同时具有重熔精炼覆盖变质清渣速熔等功能，本发明一种有色合金熔炼熔剂采用以下技术措施：

所述的熔剂它由硷金属或其化合物、硷土金属或其化合物、钾、钠、锶、钡、钛、锆等元素或其化合物组成，按一定的重量份混合而成。

例如(1)用2公斤多功能重熔(精炼)覆盖变质清渣速熔剂与100％的机械废车屑(批屑)477公斤一同装入工频电炉内熔化，是连续熔化耗时1.38小时，回收合金锭459公斤，回收率为95.4％。

锡青铜477公斤的车屑和多功能重熔覆盖清渣速熔剂2公斤----浇铸件(回收率95.4％)。

本发明多功能重熔(精炼)覆盖变质清渣速熔剂：碳酸钙(CaCO₃)，硼化钛(TiB₂)，碳酸钠(Na₂CO₃)，氯化钾(KCl)，氟化钙(CaF₂)，氯化纳(NaCl)，氯化钙(CaCl₂)，氟化钠(NaF)，二氧化硅(SiO₂)，冰晶石(Na₃AlF₆).在熔炼过成中：碳酸钙(CaCO₃)一氧化钙(CaO)+二氧化碳(CO₂气体)，二氧化碳(CO₂)气体不与铜起化学反应，此气体起到精炼铜合金的作用，而且碳酸钙(CaCO₃)又是铜合金的变质剂.变质：是在合金熔炼过程中，加入合金元素以外的添加物，使合金凝固时的结晶条件发生变化，从而使组织和性能得到改善.碳酸钠(Na₂CO₃)具有除硫功能，硼化钛(TiB₂)是晶粒细化剂，氯化钾(KCl)，氟化钙(CaF₂)，氯化纳(NaCl)，氯化钙(CaCl₂)，氟化钠(NaF)，二氧化硅(SiO₂)和冰晶石(Na₃AlF₆)既具有除气精炼作用，又具有吸附氧化夹渣上浮到液面的能力.同时由于熔剂自始自终伴随着合金熔化的过程，并覆盖整个合金液面，减少了合金受炉气污染及烧损。

(2)同样道理熔炼铝青铜100％废料2.4吨，工频电炉，随炉加入2.4公斤的多功能重熔覆盖变质清渣剂待铜合金熔化后，用工具反复将熔剂压入合金液内，使渣与合金彻底分离时，再用傅立土发明的环保型精炼剂(TJQ-1)(专利号：ZL95100924.9，发明名称：有色合金熔炼用熔剂及其配制方法和使用方法)0.5公斤精炼，静止5-10分钟浇注铸件，经检测均达到国标要求.附生产使用表一份.现场无烟无味(若是技术要求不太高，无需再精炼)。

铝青铜100％废料2.4吨和多功能重熔覆盖清渣剂(TFQ-x)2.4公斤----精炼(TJQ-1)公斤-浇铸件(_合格品)

同样原理：多功能重熔覆盖变质清渣剂：碳酸钙(CaCO₃)，硼化钛(TiB₂)，碳酸钠(Na₂CO₃)，氯化钾(KCl)，氟化钙(CaF₂)，氯化纳(NaCl)，氯化钙(CaCl₂)，氟化钠(NaF)，二氧化硅(SiO₂)和冰晶石(Na₃AlF₆)。

(3)熔化铝ZL104合金100公斤加入多功能重熔覆盖变质清渣剂0.6公斤，待合金熔化后，反复用工具搅拌合金液，使渣与合金彻底分离、并检查变质合格，再用环保型精炼剂(JQ-x-II)0.3公斤精炼，静止10分钟浇注.力学性能检测极限强度值在每平方毫米174Mpa，延伸率为6％，布氏硬度为53.8，三项指标均符和国家标准。

ZL104合金100公斤和多功能重熔覆盖变质清渣剂(CFB-x)0.6公斤--精炼(JQ-X-II)(检查变质合格)，0.5公斤---浇铸件(合格品)

使用的熔剂是碳酸钙(CaCO₃)，硼化钛(TiB₂)，碳酸钠(Na₂CO₃)，氯化钾(KCl)，氟化钙(CaF₂)，氯化钠(NaCl)，氯化钙(CaCl₂)，氟化钠(NaF)，冰晶石(Na₃AlF₆).氟化钠(NaF)+铝(Al)---钠(Na)+氟化铝(AlF₃气体)，硼化钛(TiB₂)和钠进入合金具有变质(晶粒细化)功能，碳酸钙(CaCO₃)具有精炼功能，氯化钾(KCl)、氯化钙(CaCl₂)、氟化钙(CaF₂)、碳酸钠(Na₂CO₃)、氯化纳(NaCl)和冰晶石(Na₃AlF₆)既具有除气精炼作用，又具有吸附氧化夹渣上浮到液面的能力。

(4)多功能重熔(精炼)覆盖变质清渣速熔剂比多功能重熔(精炼)覆盖变质清渣剂熔化速度快20％-61％，回收废料可提高8％-30％。

从上述的生产数据中，看出使用本发明熔剂达到了为企业节约材料、节约能源、缩短劳动时间、降低劳动强度、环保提高生产效率，同时铸造熔炼工艺也从传统的复杂工艺步骤简化到叁步，而且对于机械废屑、锯末、抛光粉等再也无需送到专业的金属加工厂，进行复杂的重熔工艺再浇锭等.多功能熔剂使用方法简单，人人易学，人人可操作.本发明熔剂可根据客户的不同技术要求，使用不同原料配制的熔剂.用量也应根据现场使用的炉型及原材料的品质决定.一般熔剂的使用量在0.3％-2％之间。

一种熔剂的配比如下：所述的熔剂它由硷金属或其化合物、硷土金属或其化合物、钾、钠、钙、锶、钡、钛、锆等元素或其化合物组成，按一定的重量份混合而成。

原料                  重量份

碳酸钙(CaCO₃)         50-251

硼化钛(TiB₂)          30-140

碳酸钠(Na₂CO₃)        5-165

氯化钾(KCl)           10-216

氟化钙(CaF₂)          5-150

氯化纳(NaCl)          20-390

氯化钙(CaCl₂)         10-190

氟化钠(NaF)           10-410

二氧化硅(SiO₂)        5-200

冰晶石(Na₃AlF₆)       10-290。

一种熔剂的配比的优选范围如下：

原料                     重量份

碳酸钙(CaCO₃)            70-200

硼化钛(TiB₂)             75-115

碳酸钠(Na₂CO₃)           35-140

氯化钾(KCl)              60-190

氟化钙(CaF₂)             45-125

氯化纳(NaCl)             40-340

氯化钙(CaCl₂)            35-160

氟化钠(NaF)              40-380

二氧化硅(SiO₂)           35-180

冰晶石(Na₃AlF₆)                50-260。

一种熔剂的配比的较好范围如下：

原料                   重量份

碳酸钙(CaCO₃)          90-170

硼化钛(TiB₂)是         85-110

碳酸钠(Na₂CO₃)         55-110

氯化钾(KCl)            85-155

氟化钙(CaF₂)           70-115

氯化纳(NaCl)           95-260

氯化钙(CaCl₂)          58-135

氟化钠(NaF)            105-260

二氧化硅(SiO₂)         60-120

冰晶石(Na₃AlF₆)        120-220。

一种熔剂的配比最佳范围如下：

原料                     重量份

碳酸钙(CaCO₃)            110-130

硼化钛(TiB₂)             90-100

碳酸钠(Na₂CO₂)           70-90

氯化钾(KCl)              105-125

氟化钙(CaF₂)             85-95

氯化纳(NaCl)             130-180

氯化钙(CaCl₂)            70-90

氟化钠(NaF)              135-190

二氧化硅(SiO₂)           80-100

冰晶石(Na₃AlF₆)          165-190。

一种熔剂的制备步骤如下：

1、按重量份称取碳酸钙、硼化钛、碳酸钠、氯化钾、氟化钙、氯化纳、氯化钙、氟化钠、二氧化硅和冰晶石。

2、将原料放入烘烤箱内，温度控制在200℃-600℃，烘烤时间控制在2-4小时的烘烤(以彻底脱水为准)。

3、将烘烤好的原材料用粉碎机粉碎，粉碎过筛180-200目。

4、将粉碎好的原料放入密闭的混料机内，充分混合均匀后，立即包装，便得到一种重熔覆盖(精炼)变质清渣速熔剂或清渣剂。

本发明的产品与传统产品相比较有以下特点：

功能多、可将复杂的铸造熔炼工艺简单化、环保节能降耗节、提高了生产效率、节约了原材料、降低了劳动强度等，熔剂配制的工艺简单，可操作性强，熔剂只要包装密封完好原材料不受潮，熔剂可长期有效.多功能重熔覆盖(精炼)变质清渣剂的配制方法也一样.

具体实施方式

实施例1：铜合金多功能重熔覆盖(精炼)变质清渣速熔剂或清渣剂由下述原料重量份制成：

原材料                     用量为重量份

(1)碳酸钙(CaCO₃)           50份或88份或167份或251份

(2)硼化钛(TiB₂)            30份或65份或90份或140份

(3)碳酸钠(Na₂CO₃)          5份或55份或85份或165份

(4)氯化钾(KCl)             10份或89.5或155.8份或216份

(5)氟化钙(CaF₂)            5份或53.3份或101.8份或150份

(6)氯化纳(NaCl)            20份或155份或272份或份390份

(7)氯化钙(CaCl₂)           10份或55份或100份或190份

(8)氟化钠(NaF)             10份或193份或301份或410份

(9)二氧化硅(SiO₂)          5份或78份或155份或200份

(10)冰晶石(Na₃AlF₆)        10份或103份或196.3份或290份

其制备步骤如下：

1、按重量份称取碳酸钙、硼化钛、碳酸钠、氯化钾、氟化钙、氯化纳、氯化钙、氟化钠、二氧化硅和冰晶石。

2、将原料放入烘烤箱内，温度控制在200或220或245或265或280或315或328或345或368或395或420或445或475或495或515或528或548或555或580或600℃，烘烤时间控制在2或3或4小时的烘烤(以彻底脱水为准)。

3、将烘烤好的原材料用粉碎机粉碎，粉碎过筛180或190或200目。

4、将粉碎好的原料放入密闭的混料机内，充分混合均匀后，立即包装，便得到一种重熔覆盖(精炼)变质清渣速熔剂或清渣剂。

一种多功能重熔精炼覆盖变质晶粒细化清渣熔剂或清渣速熔剂实验数据请见下表1、卫生评价报告和检测报告单。

表1

实验结果表明：使用本所生产的有色合金熔剂用量少、合金损失少，且各项数据均达国标.尤其是使用了重熔速熔剂可缩短合金的熔化时间1/3-1/2，节约能源，并且可提高合金回收率高达到70％-97％，经济效益十分可观，同时现场工作人员看不到烟雾、嗅不到气味，经检查熔剂未影响原材料的化学成分.从反馈资料的数据，可以看出系列多功能高效精炼、多功能高效重熔覆盖变质清渣剂和多功能高效重熔覆盖变质清渣速熔剂是铸造熔炼的优良产品，现此种溶剂已广泛应用于航空、船舶、汽车、摩托车、电子、机械加工等行业.

Claims (9)

1.一种有色合金熔炼熔剂，该熔剂由下述重量份原材料制成：

原材料      重量份

碳酸钙      50-251

硼化钛      30-140

碳酸钠      5-165

氯化钾      10-216

氟化钙      5-150

氯化钠      20-390

氯化钙      10-190

氟化钠      10-410

二氧化硅    5-200

冰晶石      10-290。

2.根据权利要求1所述的一种有色合金熔炼熔剂，其特征在于它由下述重量份原材料制成：

原材料    重量份

碳酸钙    70-200

硼化钛    75-115

碳酸钠    35-140

氯化钾    60-190

氟化钙    45-125

氯化钠    40-340

氯化钙    35-160

氟化钠    40-380

二氧化硅    35-180

冰晶石      50-260。

3.根据权利要求1所述的一种有色合金熔炼熔剂，其特征在于它由下述重量份原材料制成：

原材料    重量份

碳酸钙    90-170

硼化钛    85-110

碳酸钠    55-110

氯化钾    85-155

氟化钙    70-115

氯化钠    95-260

氯化钙    58-135

氟化钠    105-260

二氧化硅  60-120

冰晶石1   20-220。

4.根据权利要求1所述的一种有色合金熔炼熔剂，其特征在于它由下述重量份原材料制成：

原材料    重量份

碳酸钙    110-130

硼化钛    90-100

碳酸钠    70-90

氯化钾    105-125

氟化钙    85-95

氯化钠    130-180

氯化钙    70-90

氟化钠    135-190

二氧化硅    80-100

冰晶石      165-190。

5.根据权利要求1所述的一种有色合金熔炼熔剂，其特征在于它由下述重量份原材料制成：

原材料    重量份

碳酸钙    50

硼化钛    30

碳酸钠    5

氯化钾    10

氟化钙    5

氯化钠    20

氯化钙    10

氟化钠    10

二氧化硅  5

冰晶石    10。

6.根据权利要求1所述的一种有色合金熔炼熔剂，其特征在于它由下述重量份原材料制成：

原材料    重量份

碳酸钙    88

硼化钛    65

碳酸钠    55

氯化钾    89.5

氟化钙    53.3

氯化钠    155

氯化钙    55

氟化钠    193

二氧化硅    78

冰晶石      103。

7.根据权利要求1所述的一种有色合金熔炼熔剂，其特征在于它由下述重量份原材料制成：

原材料    重量份

碳酸钙    167

硼化钛    90

碳酸钠    85

氯化钾    155.8

氟化钙    101.8

氯化钠    272

氯化钙    100

氟化钠    301

二氧化硅  155

冰晶石    196.3。

8.根据权利要求1所述的一种有色合金熔炼熔剂，其特征在于它由下述重量份原材料制成：

原材料   重量份

碳酸钙   251

硼化钛   140

碳酸钠   165

氯化钾   216

氟化钙   150

氯化钠   390

氯化钙   190

氟化钠   410

二氧化硅   200

冰晶石     290。

9.一种制备权利要求1所述的有色合金熔炼熔剂的方法，其步骤是：

a.按重量份称取碳酸钙、硼化钛、碳酸钠、氯化钾、氟化钙、氯化钠、氯化钙、氟化钠、二氧化硅和冰晶石；

b.将原材料放入烘烤箱内，温度控制在200℃-600℃，烘烤时间控制在2-4小时的烘烤；

c.将烘烤好的原材料用粉碎机粉碎，粉碎过筛180-200目；

d.将粉碎好的原材料放入密闭的混料机内，充分混合均匀后，立即包装，便得到一种有色合金熔炼熔剂。