CN101768681B - 一种铸造铝硅合金用复合变质细化剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸造铝硅合金用复合变质细化剂，其成分的重量百分比为：27-33％氯化钠NaCl，18-22％氯化钾KCl，18-22％氯化锰MnCl2，9-11％氟铝酸钠Na2AlF6，18-22％铝稀土Al-RE中间合金。它可通过定时定量将该复合变质细化剂加入合金熔液中进行处理，将精练、变质和细化处理合为一体，操作简单，工作效率高；并且铸件产品耐腐性能增强，废渣产生量少。

Description

一种铸造铝硅合金用复合变质细化剂

技术领域

本发明涉及一种铸造铝硅合金用复合变质细化剂。

背景技术

铝硅合金因具有优良的铸造性能和良好的力学性能与物理化学性能，现已广泛应用于摩托车和汽车工业上。例如，车上的铸造铝硅合金轮毂、减震筒等结构件。

目前，铸造铝硅合金生产工艺中，多采用间歇式坩埚炉或反射炉进行熔炼。变质处理前，常用六氯乙烷C2C16等精练剂对合金液进行精练，精练后扒渣，静置数分钟后，再用变质剂进行变质处理。现有用于铸造铝硅合金的变质剂或细化剂种类较多，其化学元素主要有：Na、Sr、Te、Sb、B、Ba、RE、Ti，或者为这些元素的部分复合，所述元素提供的形式有盐类、单质或中间合金等，其变质效果各有优势。

但也还有以下不足：即在上述变质剂或细化剂中，有的化学元素成分多，价格贵，成本高；有的功能单一，不同时具有精练和变质细化作用；有的容易产生大量废渣，且铸件产品耐腐性能差；有的处理工艺复杂，操作麻烦，工作效率低。

发明内容

本发明的目的主要针对上述铸造铝硅合金用复合变质细化剂的不足，提供一种改善的铸造ZL101铝硅合金用复合变质细化剂，使其具有精练、变质和细化多重作用，且成本低、废渣产生量少，处理工艺 简单，工作效率高，铸件产品耐腐性能增强。

为此，本发明的技术方案为：一种铸造ZL101铝硅合金用复合变质细化剂，其成分的重量百分比为：27-33％氯化钠NaCl，18-22％氯化钾KCl，18-22％氯化锰MnCl₂，9-11％氟铝酸钠Na₂AlF₆，18-22％铝稀土Al-RE中间合金。

本发明成分的重量百分比可优选为30％氯化钠NaCl，20％氯化钾KCl，20％氯化锰MnCl₂，10％氟铝酸钠Na₂AlF₆，20％铝稀土Al-RE中间合金。

本发明成分可优选为铝稀土Al-RE中间合金含RE12％，并且为颗粒状，粒度不大于0.75毫米。

本发明组分中，氯化钠NaCl，氯化钾KCl，氟铝酸钠Na₂AlF₆主要起变质作用，其通过与铝硅合金液反应置换出Na、K等元素来达到变质效果。Na可使共晶硅的结晶由短圆针状变为细粒状，并降低共晶温度，增加过冷度，细化晶粒。

氯化锰MnCl₂主要起精练作用，其通过与铝硅合金液反应，生成AlCl₃挥发性气体，吸附铝硅合金液内的氢气和氧化夹杂物上浮而达到去气除渣目的，而且还生成少量Mn留在合金液中成为强化元素，有利增强铸件产品耐腐性能。

铝稀土Al-RE中间合金对a(Al)及其共晶组织巨有明显的细化效果，还兼有较好的精练净化作用，变质有效时间长。

本发明所述的铸造铝硅合金用复合变质细化剂制备方法为：将原材料氯化钠NaCl，氯化钾KCl，氯化锰MnCl₂，氟铝酸钠Na₂AlF₆，铝稀土Al-RE中间合金都放在烘箱内烘干，烘干温度为500-600℃度，烘干到不冒涸(水气)为止，然后均破碎为粒度不大于0.75毫米颗粒，然后按上述重量百分比称取原材料，在室温下混合备用。

本发明所述的铸造铝硅合金用复合变质细化剂处理方法为：将含硅量大于6％的铝硅合金锭装入连续保持炉中熔化，用热电偶全程监控铝硅合金熔液的温度；在铝硅合金熔液温度达到710-720℃时，将预热后的占合金炉料重量0.2-0.25％的本发明复合变质细化剂用铝纸包装后放入钟罩，然后压入连续保持炉保温池中心下方的铝硅合金熔液中，并不断均匀移动，时间为2-3分种，直到铝硅合金熔液无气泡冒出，而且每隔2-4小时重复用本发明复合变质细化剂处理一次，然后清理浮渣，得到变质细化效果良好的铸造铝硅合金液。

本发明由于将精练、变质和细化处理合为一体，并可通过定时定量将复合变质细化剂加入铝硅合金熔液中进行处理，操作简单，工作效率高；且成本低、废渣产生量少，产品耐腐性能增强。

具体实施方式

实施例：一种铸造ZL101铝硅合金用复合变质细化剂，其成分的重量百分比为：30％氯化钠NaCl，20％氯化钾KCl，20％氯化锰MnCl₂，10％氟铝酸钠Na₂AlF₆，20％铝稀土Al-RE中间合金。

该铸造铝硅合金用复合变质细化剂的制备方法为：将原材料氯化钠NaCl，氯化钾KCl，氯化锰MnCl₂，氟铝酸钠Na₂AlF₆，铝稀土Al-RE中间合金(含RE12％)均放在烘箱内烘干，烘干温度为100℃度以上，最好是500-600℃度，烘干到不冒涸(水气)为止，然后都破碎为粒度不大于0.75毫米的颗粒，用24目筛子过筛，筛后按上述重量百分比称取原材料，在室温下混合备用。

应用时，将含硅量大于6％的铝硅合金锭装入连续保持炉中熔化，用热电偶全程监控铝硅合金熔液的温度；在铝硅合金熔液温度达到710-720℃时，将预热后的占合金炉料重量0.2-0.25％的本发明复合变 质细化剂用铝纸包装后放入钟罩，然后压入连续保持炉保温池中心下方的铝硅合金熔液中，并不断均匀移动，时间为2-3分种，直到铝硅合金熔液无气泡冒出，而且每隔2-4小时重复用本发明复合变质细化剂处理一次，然后清理浮渣，得到变质细化效果良好的铸造铝硅合金液。下表是用于ZL101铝硅合金，本发明变质细化剂与普通变质细化剂使用效果对比：

本发明复合处理剂与铝硅合金熔液反应，将产生气泡，处理结束，气泡基本会平息。每隔2-4小时，重复用复合处理剂对铝合金熔液处理一次，能较好保持铝硅合金熔液的纯净度。当取铝合金熔液铸造速度快时，可间隔2小时重复用所述复合处理剂处理一次；当取铝合金熔液铸造速度慢时，可间隔4小时重复用复合处理剂处理一次，并且熔化铝合金锭的速度应与取出铝合金熔液铸造的速度相应，铝合金锭的熔化速度一般为500kg/h，间隔2.5小时重复用复合处理剂处理一次较好。

采用的Al-RE12中间合金成分能效地改变铝合金熔液的质量，使铸件结构更细密，能提高铸件的物理性能。并且采用一次加入的方式用复合处理剂对铝合金熔液进行处理，使操纵简单化、生产效率高，并且废渣产生量减少，材料损耗降低。

在上述变质处理过程中，还可在连续保持炉的出液口中，通过陶瓷气导管将压强为0.01-0.02MPa、纯度为99.99％的氮气连续不断向铝合金熔液底部中吹入，以增强精炼效果。在铝硅合金熔液中吹入的氮气 N2，使铝硅合金熔液中的H2及部分夹杂物被N2产生的无氢气泡吸附及随其上浮而被排除，可减少铸件表面气孔的产生，降低漏气率。

本发明采用间隔一定时间向铝硅合金熔液将加入复合处理剂进行处理，其变质处理作用可阻止凝固时先析出粗大的Si晶体，而先析出树枝状的α(Al)固溶体，使合金过冷，使共晶硅晶粒细化，同时抑制了晶粒长大。此外，本发明加入的复合处理剂在配比上进行了优化，减少了酸性盐的生成量，从而改善了铸件的耐腐性，经中性盐雾试验(NSS)达192小时无腐蚀产生。

本发明将传统的铝硅合金熔炼中使用的除气、除渣精炼和变质处理方法进行了有机的结合，其协同作用产生的有益效果很显著。生产出的铸件产品耐腐性能好，铸件表面气孔少、漏气率低。

Claims (3)

1.一种铸造ZL101铝硅合金用复合变质细化剂，其成分的重量百分比为：27-33％氯化钠NaCl，18-22％氯化钾KCl，18-22％氯化锰MnCl₂，9-11％氟铝酸钠Na₂AlF₆，18-22％铝稀土Al-RE中间合金。

2.根据权利要求1所述的一种铸造ZL101铝硅合金用复合变质细化剂，其特征是：其成分的重量百分比为30％氯化钠NaCl，20％氯化钾KCl，20％氯化锰MnCl₂，10％氟铝酸钠Na₂AlF₆，20％铝稀土Al-RE中间合金。

3.根据权利要求1或2所述的一种铸造ZL101铝硅合金用复合变质细化剂，其特征是：所述铝稀土Al-RE中间合金含RE12％，并且为颗粒状，粒度不大于0.75毫米。