CN101423910A - 铝及低镁铝合金用精炼剂 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的是一种铝及低镁铝合金用精炼剂，属于化合物精炼除渣技术领域。本发明为克服传统精炼剂的缺陷，经合理计算，搭配出成分简单，作用温度较低的新型铝及低镁铝合金用精炼剂。经试验检验，其与国内外精炼剂相比具有造渣性能好，除气、除杂能力好，成分简单，成本低的特点。

Description

铝及低镁铝合金用精炼剂
技术领域
本发明所涉及的是一种铝及低镁铝合金用精炼剂，属于化合物精炼除渣技术领域。
背景技术
铝合金在生产过程中，由于炉料本身所携带的气体和杂质，以及铝合金液在熔炼、转送等过程中吸收了气体，铝液中会不可避免的含有气体和夹杂物，这将使合金液的流动性变差，浇注后会使铸件产生多种铸造缺陷，影响其力学和加工工艺性能以及外观质量，故必须在浇注前，对其进行精炼、净化处理，以排除这些气体和夹杂物，提高合金液的质量。在合金液表面撒上一层精炼剂即是精炼、净化处理的一种措施。由于大多数铝合金的液面会有一层致密的氧化膜，它会严重阻碍铝液中的氢排入大气，精炼剂能使铝液表面的致密氧化膜破碎为细小颗粒并具有将其吸入精炼剂层的作用，而氢分子可以很容易的通过此精炼剂层而进入大气，同时精炼剂层也有隔离铝液与大气中的水汽接触的作用。另一方面，精炼剂也能吸附而除去铝液中的氧化夹杂物，也去除了吸附在夹杂物上的小气泡。
在本发明以前，国内用于铝及铝合金精炼的精炼剂主要是由NaCl、KCl、MgCl2、Na2SiF6、Na2AlF5、Na2CO3、NaF等经烘干脱水而后机械混合而成，其在使用温度下仍保持为固体颗粒状混合物，造渣性能差，形成含铝量高、与铝液难分离的粘稠性渣，凝固后即形成块状渣，增加了熔炼过程中铝的损耗，也不利于铝液中氢气的排出，并且成分复杂，增加了制造的成本。国外生产的精炼剂虽然造渣性能好，但成分复杂，成本较高。
发明内容
本发明为克服上述精炼剂的缺陷，经合理计算，搭配出成分简单，作用温度较低的新型铝及低镁铝合金用精炼剂。经试验检验，其与国内外精炼剂相比具有造渣性能好，除气、除杂能力好，成分简单，成本低的特点。
本发明的具体制作方法为：
①将NaCl、Na2SO4和CaF2按质量比1：3.5：0.3混合加热到720℃制成固体A，融化温度为658℃；
②将NaCl、KCl和CaF2按质量比1：1.8：0.15混合加热到805℃制成固体B，融化温度为625℃；
③将KCl、MgCl2和CaF2按质量比1：1.6：0.2混合加热到736℃制成共晶物C，融化温度约为484℃，或以无水光卤石代替；
④将A、B、C和Na2SiF6按一定的配比混合球磨为粉末即可制得本精炼剂，其在710±5℃即可融化为液态。其中Na2SiF6的含量在16％-24％之间，共晶物A的含量在10％-12％之间，固溶体B的含量在10％-13％之间，其余为共晶物C，可以根据铝液所含杂质的不同而调整其含量。
其中NaCl和KCl的混合熔盐与Al2O3等氧化物之间的润湿角小(约20℃)，浸润、粘附能力强，可以很好的吸附铝液中的氧化物夹杂。在NaCl和KCl的固溶体中加入一些氟盐后，如CaF2、Na2SiF6，可以显著提高精炼剂的精炼能力。这是由于氟盐在熔炼温度下可以发生反应生成氟化物和气态的SiF4、AlF3等，前者可以提高精炼剂与合金液之间的表面张力，使精炼剂和合金液容易分离，并加速精炼剂吸附合金液中夹杂物的过程，减少因熔渣粘夹铝液而对金属造成的损耗；后者可以提高精炼剂溶解氢的能力，增加精炼剂的除气效果。Na2SO4能够增加精炼剂对杂质的吸附能力，亦可作缓释剂使用。本精炼剂所用各组分的密度均不大于铝液的密度，在融化后将覆盖在铝液的表面，不会产生夹杂的危险，且能够有效的阻止铝液的继续氧化。
本精炼剂所适用的范围为铝及低镁铝合金，合金中Mg的含量必须低于2％，否则容易产生缺陷。
实施例：
①精练剂配方为：10％A、10％B、64％C和16％Na2SiF6。
将本精炼剂、国内精炼剂和国外精炼剂按3g/kg和5g/kg的比例分别加入融化的纯铝中，观察现象并收集称量所形成的扒渣。熔剂加入后，国内精炼剂融为球状颗粒，未扩散铺展，本精炼剂和国外精炼剂则迅速铺展在铝液表面形成保护层；与同等加入量的其余精炼剂相比，本精炼剂的扒渣量均少于另两者。国内精炼剂所形成的扒渣为含铝量高的粘稠性渣，国外精炼剂所形成的为松散的干性渣，混有少量铝液，本精炼剂形成的为松散的干性渣，不含铝液。上述三种铝液所得铸锭经机械抛光腐蚀后，均无肉眼可见的针孔存在，也不存在夹杂缺陷。经过显微组织照片显示，添加本精炼剂后所得无夹杂、无针孔的铝合金。
②精炼剂配方为：10％A、13％B、60％C和17％Na2SiF6。
将本精炼剂、国内精炼剂和国外精炼剂按3g/kg和5g/kg的比例分别加入融化的A356铝锭中，观察现象并收集称量所形成的扒渣，所得结果与①相同。上述三种铝液所得铸锭经机械抛光腐蚀后，均无肉眼可见的针孔存在，也不存在夹杂缺陷。
③精炼剂配方为：11％A、15％B、55％C和19％Na2SiF6。
将本精炼剂、国内精炼剂和国外精炼剂按3g/kg和5g/kg的比例分别加入融化的含80％A356铝锭和20％A356切屑的铝液中，观察现象并收集称量所形成的扒渣，所得结果与①相同。上述三种铝液所得铸锭经机械抛光腐蚀后，均无肉眼可见的针孔存在，国内熔剂含有少量夹杂缺陷。
④精炼剂配方为：10％A、10％B、58％C和22％Na2SiF6。
将本精炼剂、国内精炼剂和国外精炼剂按3g/kg和5g/kg的比例分别加入融化的含60％A356铝锭和40％A356切屑的铝液中，观察现象并收集称量所形成的扒渣，所得结果与①相同。上述三种铝液所得铸锭经机械抛光腐蚀后，均无肉眼可见的针孔存在，国内精炼剂含有少量夹杂缺陷。
具体实施方式如下表所示：
Figure A200810239512D00051

Claims (5)

1.一种铝及低镁铝合金用精炼剂，其特征在于将NaCl、Na2SO4和CaF2按质量比1：3.5：0.3混合加热到720℃制成固体A，将NaCl、KCl和CaF2按质量比1：1.8：0.15混合加热到805℃制成固体B，将KCl、MgCl2和CaF2按质量比1：1.6：0.2混合加热到736℃制成共晶物C，再将A、B、C和Na2SiF6按一定配比混合而成，其中以重量百分比含量计：Na2SiF6的含量在16％-24％之间，A的含量在10％-12％之间，B的含量在10％-13％之间，其余为共C.
2.根据权利要求1所述的精炼剂，其中以重量百分比含量计：10％A、10％B、64％C和16％Na2SiF6。
3、根据权利要求1所述的精炼剂，其特征是以重量百分比含量计：10％A、13％B、60％C和17％Na2SiF6。
4、根据权利要求1所述的精炼剂，其特征是以重量百分比含量计：11％A、15％B、55％C和19％Na2SiF6。
5、根据权利要求1所述的精炼剂，以重量百分比含量计：10％A、10％B、58％C和22％Na2SiF6。
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