CN101353731A

CN101353731A - 一种压铸用精炼铝液的生产方法

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Publication number: CN101353731A
Application number: CNA2008102228074A
Authority: CN
Inventors: 张寒; 韩旭东; 白秉哲
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: CN100557046C

Abstract

本发明涉及一种压铸用精炼铝液的生产方法，属于金属熔炼技术领域。首先将原料铝锭熔化，加入铝打渣剂除渣，边搅拌边向铝液中通入氮气，并加入精炼剂，精炼后静止5分钟后除渣；将富铈稀土加入到上述精炼铝液内，最后再将精炼剂加入精炼铝液中进行二次精炼，静止数分钟后除渣。使用本发明方法生产的精炼铝液，由压铸工艺制备的铝合金产品，具有较低的气孔率。由于添加的富铈稀土量较少，从而节约了成本。由压铸工艺制备的铝合金产品致密性高，强度和硬度也有所提高。

Description

一种压铸用精炼铝液的生产方法

技术领域

本发明涉及一种压铸用精炼铝液的生产方法，属于金属熔炼技术领域。

背景技术

压力铸造简称压铸，是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速：①金属液是在压力下填充型腔的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为15-100MPa。②金属液以高速充填型腔，通常在10-50米/秒，有的还可超过80米/秒，(通过内浇口导入型腔的线速度一内浇口速度)，因此金属液的充型时间极短，约0.01-0.2秒(须视铸件的大小而不同)内即可填满型腔。

压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素，缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用，能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件，甚至优质铸件。压铸件所采用的合金主要是有色合金，至于黑色金属(钢、铁等)由于模具材料等问题，目前较少使用。而有色合金压铸件中又以铝合金使用较广泛，锌合金次之。

中国南方地区湿润多雨，潮湿的环境给铝合金制品带来了气孔过多等产品缺陷问题，这其中很大原因是铝液质量较差。导致铝液质量差的罪魁祸首是氢气。

在当今铸造铝合金行业中，如果用到稀土元素，都是通过加入占铝液重量百分比为0.2-0.6％或者重量百分比更高的单一或者混合稀土，以削弱溶解在铝液中的氢带来的负面影响。而在生产中，当稀土加入量高时会增大稀土的烧损率，这样残存在铝液中的稀土量会比实际加入量少得多，造成稀土资源的浪费，对于生产企业来说，不仅增加了成本，而且过量的稀土还会加重稀土偏析，形成稀土夹杂而出现反作用。

发明内容

本发明的目的是提出一种压铸用精炼铝液的生产方法，针对原料铝锭的成分特点(如含有少量的镁)和实际生产情况，在压铸用精炼铝液中添加富铈稀土，以减少压铸铝合金产品中的气孔，降低废品率，节约生产成本。

本发明提出的压铸用精炼铝液的生产方法，包括以下步骤：

(1)将原料铝锭熔化，当温度达到750-780度时，加入占铝液重量百分比为0.2-0.3％的铝打渣剂除渣，其中原料铝锭的成分为：Si 10.5～11.5％，Fe 0.3～0.9％，Cu 1.5～2.0％，Mg 0.1～0.2％，Mn 0.1～0.3％，Zn 0.6～0.9％，Ni 0.2～0.5％，Sn≤0.3％，Al余量；

(2)边搅拌边向铝液中通入氮气，氮气的流量是300ml/s，并加入占铝液重量百分比为0.25％的精炼剂，精炼5-10分钟后，静止5分钟后除渣；

(3)将富铈稀土加入到上述精炼铝液内，富铈稀土占精炼铝液的重量百分比为0.05-0.2％，搅拌均匀，静置5-10分钟；

(4)再将占精炼铝液重量百分比为0-0.2％的精炼剂加入精炼铝液中进行二次精炼，静止3-5分钟除渣。

上述方法中的富铈稀土，其成分的重量百分比为：Ce：51.8％，La：29.5％，Nd：13.40％，Pr：4.7％，Fe：少于0.5％，S：少于0.02％，Si：少于0.2％，Mg：少于0.3％，余为灰份。

本发明提出的压铸用精炼铝液的生产方法，其优点及效果如下：

1、使用本发明方法生产的精炼铝液，由压铸工艺制备的铝合金产品，具有较低的气孔率。

2、由于添加的富铈稀土量较少，而且购买渠道广，价格合理，从而节约了成本。

3、使用本发明方法生产的精炼铝液，由压铸工艺制备的铝合金产品致密性高，强度和硬度也有所提高。

具体实施方式

本发明提出的压铸用精炼铝液的生产方法，首先将原料铝锭熔化，当温度达到750-780度时，加入占铝液重量百分比为0.2-0.3％的铝打渣剂除渣，其中原料铝锭的成分为：Si 10.5～11.5％，Fe 0.3～0.9％，Cu 1.5～2.0％，Mg 0.1～0.2％，Mn 0.1～0.3％，Zn 0.6～0.9％，Ni 0.2～0.5％，Sn≤0.3％，Al余量；边搅拌边向铝液中通入氮气，氮气的流量是300ml/s，并加入占铝液重量百分比为0.25％的精炼剂，精炼5-10分钟后，静止5分钟后除渣；将富铈稀土加入到上述精炼铝液内，富铈稀土占精炼铝液的重量百分比为0.05-0.2％，搅拌均匀，静置5-10分钟；再将占精炼铝液重量百分比为0-0.2％的精炼剂加入精炼铝液中进行二次精炼，静止3-5分钟除渣。

上述富铈稀土的成分重量百分比为：Ce：51.8％，La：29.5％，Nd：13.40％，Pr：4.7％，Fe：少于0.5％，S：少于0.02％，Si：少于0.2％，Mg：少于0.3％，余为灰份。

用本发明方法得到的精炼铝液，可以压铸生产出气孔率较低的铝合金产品，其原理是：

1、富铈稀土中的铈很容易填补铝合金晶粒表面的缺陷，阻止晶粒的继续生长，使杂质均匀分布。

2、铸件中存在许多枝晶间的疏松空洞，富铈稀土在铝液中扩散，与氢原子化合形成稳定的氢化物，在铝液中呈微小质点分布，减小凝固时氢的析出，使铝铸锭内的疏松减少。

3、适量的稀土元素加入到合金熔体中，能够使固液相线温度差减少，减小合金的糊状凝固趋势，并且降低合金熔体表面张力，此外还有去气、除杂的精炼作用，这都会使熔体流动性提高，粘度降低，有利于夹杂物和气体的排除。

以下介绍本发明的实施例：

实施例一

(1)将原料铝锭熔化，当温度达到770度时，加入占铝液重量百分比为0.2％的铝打渣剂除渣，其中原料铝锭的成分为：Si 10.5～11.5％，Fe 0.3～0.9％，Cu 1.5～2.0％，Mg 0.1～0.2％，Mn 0.1～0.3％，Zn 0.6～0.9％，Ni 0.2～0.5％，Sn≤0.3％，Al余量；

(3)将富铈稀土加入到上述精炼铝液内，富铈稀土占精炼铝液的重量百分比为0.05％，搅拌均匀，静置5-10分钟；

(4)再将占精炼铝液重量百分比为0.2％的精炼剂加入精炼铝液中进行二次精炼，静止3-5分钟除渣。

实施例二

(1)将原料铝锭熔化，当温度达到780度时，加入重量百分比为0.3％的铝打渣剂除渣，其中原料铝锭的成分为：Si 10.5～11.5％，Fe 0.3～0.9％，Cu 1.5～2.0％，Mg 0.1～0.2％，Mn 0.1～0.3％，Zn 0.6～0.9％，Ni 0.2～0.5％，Sn≤0.3％，Al余量；

(3)将富铈稀土加入到上述精炼铝液内，富铈稀土占精炼铝液的重量百分比为0.15％，搅拌均匀，静置5-10分钟；

(4)再将占精炼铝液重量百分比为0.1％的精炼剂加入精炼铝液中进行二次精炼，静止3-5分钟除渣。

实施例三

(1)将原料铝锭熔化，当温度达到780度时，加入占铝液重量百分比为0.2％的铝打渣剂除渣，其中原料铝锭的成分为：Si 10.5～11.5％，Fe 0.3～0.9％，Cu 1.5～2.0％，Mg 0.1～0.2％，Mn 0.1～0.3％，Zn 0.6～0.9％，Ni 0.2～0.5％，Sn≤0.3％，Al余量；

(3)将富铈稀土加入到上述精炼铝液内，富铈稀土占精炼铝液的重量百分比为0.2％，搅拌均匀，静置5-10分钟。

以上实施例中，使用的精炼剂的牌号是：ZS-AJ2A，生产厂家是：四川兰德高科技产业有限公司；铝打渣剂的牌号是：ZS-AZ1A，生产厂家是：四川兰德高科技产业有限公司。富铈稀土的生产厂家是：包头市环兴稀土厂。

Claims

1、一种压铸用精炼铝液的生产方法，包括以下步骤：

(2)边搅拌边向铝液中通入氮气，氮气的流量是300ml/s，并加入占铝液的重量百分比为0.25％的精炼剂，精炼5-10分钟后，静止5分钟后除渣；

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的富铈稀土的成分重量百分比为：Ce：51.8％，La：29.5％，Nd：13.40％，Pr：4.7％，Fe：少于0.5％，S：少于0.02％，Si：少于0.2％，Mg：少于0.3％，余为灰份。