CN102031404B - 一种铸造铝合金精炼变质方法 - Google Patents

一种铸造铝合金精炼变质方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铸造铝合金精炼变质方法，属于铝合金铸造技术领域。该工艺采用的变质剂是锆氟酸钾盐，具体步骤为：1：用钛丝精炼除气；2：铝合金升温至735℃～745℃；3：将干燥的锆氟酸钾粉末均匀撒于合金液面，待其结壳；4：不断地用压罩打碎锆氟酸钾粉末结成的硬壳并压入合金液内10-15cm深处；5：充分搅拌、浮渣、扒渣。6：检查变质效果，如果达到要求，铸造铝合金精炼变质过程结束；如果没有达到要求，进入步骤3。该工艺针对的是Al-Cu-Mn-Ti类合金，改变脆相组织是尖角状的Al3Ti。适用合金与变质机理都不同，是一种新工艺。采用本方法处理的含金晶粒细密，金相组织改善，材料力学性能，尤其是塑性、韧性提高，铸件热裂倾向大大减轻。

Description

一种铸造铝合金精炼变质方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造铝合金精炼变质方法，属于铝合金铸造技术领域。
背景技术：
铸造Al-Cu-Mn-Ti系合金，力学性能优良，铸造工艺性差。从熔融态凝固成铸件过程中常常有两个不良表现，一是晶粒粗大倾向，二是形成脆相组织Al3Ti呈长条、拐角或块状。因此导致铸件热裂，力学性能下降，尤其是塑料韧性变差。要改善这两个不良倾向，需要进行变质处理。
国内现有铝合金变质方法，多用于Al-Si类，采用锶盐、钠盐等，抑制脆相组织是粗大的结晶Si。
发明内容：
针对Al-Cu-Mn-Ti系铸造铝合金凝固过程易形成粗晶与脆相Al3Ti的不良表现，本发明提供了一种用锆氟酸钾作变质剂的精炼变质方法。本发明研究了锆氟酸钾可使Al3Ti团化；同时在合金熔炼温度下部分锆氟酸钾分解生成Zr原子形成大量外来晶核，从而细化晶粒。
采用锆氟酸钾精炼变质的原理是，在合金熔炼温度条件下锆氟酸钾盐呈熔融态，它与合金中的Al3Ti作用，将其长条状、拐角状、块状改变成团状，尺寸变小，尖角消除。同时，部分锆氟酸钾在高温下分解，产生Zr原子和F原子。Zr原子与Al原子生成Al3Zr高熔点质点，在合金凝固过程中形成弥散分布的大量外来晶核，使铸件晶粒细化。F原子与溶解在合金中的H原子极易化合为HF气体逸出，又具有进一步除气效果。晶粒细化、脆相Al3Ti形态团化，合金组织的改善会大大提高材料的力学性能。进一步除气会减少铸件气孔缺陷。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种铸造铝合金的精炼变质方法，其特征在于：所述精炼变质方法采用的变质剂是锆氟酸钾盐，具体包括如下步骤：
步骤1：先对铝合金用钛丝精炼除气；
步骤2：将钛丝除气后的铝合金升温至735℃～745℃；
步骤3：将干燥的锆氟酸钾粉末均匀撒于合金液面，待其结壳，所述的纯锆氟酸钾质量纯度不小于98％；锆氟酸钾用量为熔化合金重量的0.15～0.20％；
步骤4：不断地用压罩打碎锆氟酸钾粉末结成的硬壳并压入合金液内10-15cm深处，持续10-12分钟；
步骤5：充分搅拌、浮渣、扒渣。
步骤6：检查变质效果，如果达到要求，铸造铝合金精炼变质过程结束；如果没有达到要求，进入步骤3。
本发明的有益效果是；技术方案针对的是Al-Cu-Mn-Ti类合金，改变脆相组织是尖角状的Al3Ti。适用合金与变质机理都不同，是一种新工艺。采用本方法处理的含金晶粒细密，金相组织改善，材料力学性能，尤其是塑性、韧性提高，铸件热裂倾向大大减轻。采用本方法得到的合金实测性能如下：
Figure BSA00000401160900021
具体实施方式：
实施例1：
一种铸造铝合金的精炼变质方法，包括如下步骤：
步骤1：先对铝合金用钛丝精炼除气；
步骤2：将钛丝除气后的铝合金升温至735℃；
步骤3：将干燥的锆氟酸钾粉末均匀撒于合金液面，待其结壳，所述的纯锆氟酸钾质量纯度为98％；锆氟酸钾用量为熔化合金重量的0.15％；
步骤4：不断地用压罩打碎锆氟酸钾粉末结成的硬壳并压入合金液内10cm深处，持续10分钟；
步骤5：充分搅拌、浮渣、扒渣。
步骤6：检查变质效果，如果达到要求，铸造铝合金精炼变质过程结束；如果没有达到要求，进入步骤3。
实施例2：
一种铸造铝合金的精炼变质方法，包括如下步骤：
步骤1：先对铝合金用钛丝精炼除气；
步骤2：将钛丝除气后的铝合金升温至740℃；
步骤3：将干燥的锆氟酸钾粉末均匀撒于合金液面，待其结壳，所述的纯锆氟酸钾质量纯度为98.5％；锆氟酸钾用量为熔化合金重量的0.17％；
步骤4：不断地用压罩打碎锆氟酸钾粉末结成的硬壳并压入合金液内12cm深处，持续11分钟；
步骤5：充分搅拌、浮渣、扒渣。
步骤6：检查变质效果，如果达到要求，铸造铝合金精炼变质过程结束；如果没有达到要求，进入步骤3。
实施例3：
一种铸造铝合金的精炼变质方法，包括如下步骤：
步骤1：先对铝合金用钛丝精炼除气；
步骤2：将钛丝除气后的铝合金升温至745℃；
步骤3：将干燥的锆氟酸钾粉末均匀撒于合金液面，待其结壳，所述的纯锆氟酸钾质量纯度为99％；锆氟酸钾用量为熔化合金重量的0.20％；
步骤4：不断地用压罩打碎锆氟酸钾粉末结成的硬壳并压入合金液内15cm深处，持续12分钟；
步骤5：充分搅拌、浮渣、扒渣。
步骤6：检查变质效果，如果达到要求，铸造铝合金精炼变质过程结束；如果没有达到要求，进入步骤3。

Claims (1)

1.一种Al-Cu-Mn-Ti系铸造铝合金的精炼变质方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1：先对铝合金用钛丝精炼除气；
步骤2：将钛丝除气后的铝合金升温至735℃～745℃；
步骤3：将干燥的锆氟酸钾粉末均匀撒于合金液面，待其结壳，所述的锆氟酸钾粉末质量纯度不小于98％；锆氟酸钾用量为熔化合金重量的0.15～0.20％；
步骤4：不断地用压罩打碎锆氟酸钾粉末结成的硬壳并压入合金液内10-15cm深处，持续10-12分钟；
步骤5：充分搅拌、浮渣、扒渣；
步骤6：检查变质效果，如果达到要求，铸造铝合金精炼变质过程结束；如果没有达到要求，进入步骤3。
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