CN102251156A - A356中间合金的制备方法及利用该中间合金制备a356合金的方法 - Google Patents

A356中间合金的制备方法及利用该中间合金制备a356合金的方法 Download PDF

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本发明涉及一种A356中间合金的制备方法及利用该中间合金制备A356合金的方法,步骤为①将合金炉加热至800~900℃,加入定量金属硅,再加入相应量的铝液,撒上覆盖剂,加热至820~860℃;②停止加热,电磁搅拌15~20分钟,压入定量金属硅,再撒上覆盖剂,加热至830~860℃;③加入定量钛剂,后通入的氮气和精炼剂用电磁搅拌15~25分钟;④扒渣,将温度降到780~820℃浇铸,采用喷淋水快速凝固,制得A356中间合金;⑤将A356中间合金和A00铝锭按重量比为75:25的比例一起投入熔炉中熔炼,即得A356合金。本发明具有生产成本低、中间合金成分均匀且杂质含量低、制备工艺快捷方便的优点。

Description

A356中间合金的制备方法及利用该中间合金制备A356合金的方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金的制备方法,具体涉及一种A356中间合金及A356合金的制备方法。
 
背景技术
铝合金是当前运用最广泛的可以回收使用的金属材料,具有环保,轻量化,比强度高等优势,越来越多的运用到航空、机械、汽车、高铁、建筑建材等领域。其中运用最广泛的就是铝硅系铝合金。当中使用最多,产量最高的当属A356铝合金。
传统的方法是铝厂直接配置A356合金或者使用单位现场配置合金,无论那一种方法都会带来加工费高昂,成分不均匀,使用不方便等问题。
 
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷,提供一种生产成本低、中间合金化学成份均匀且杂质含量低、制备工艺快捷方便的A356中间合金的制备方法。
进一步的目的是提供了一种加工费用低,成分均匀,操作使用方便的A356合金的制备方法。
本发明技术方案
一种A356中间合金的制备方法,包括如下制备步骤:
①将合金炉加热至800~900℃,加入900~1050重量份金属硅,再加入4000~5000重量份的且含铁量小于0.15%的铝液,其中铝液温度为800~900℃,加完铝液后,温度降低到680~710℃,表面撒上覆盖剂,其中覆盖剂的量为上述加入金属硅重量和铝液重量之和的0.2~0.4%,再加热至820~860℃;
②停止加热,电磁搅拌15~20分钟后,再将900~1050重量份的金属硅压入硅铝混合液,此时温度降至720~740℃,再次在硅铝混合液表面撒上覆盖剂,其中覆盖剂的量为此步骤中加入金属硅的总重量的0.2~0.4%,再加热至830~860℃;
③马上加入38~40重量份的钛剂,后通入氮气和精炼剂,其中精炼剂为加入金属总重量的0.3~0.5%,用电磁搅拌15~25分钟,静置10~15分钟;
④扒渣,将温度降到780~820℃浇铸,铸锭温度降至550~600℃采用喷淋水快速凝固。
上述一种A356中间合金的制备方法,其特征在于所述步骤①和②中的金属硅含铁量小于0.4%,块度为40~150mm;步骤③中的钛剂为含钛量78~82%的钛剂。
上述一种A356中间合金的制备方法,其特征在于所述步骤③中通入的氮气纯度为99.99%,通气时间为5~8分钟。
上述一种A356中间合金的制备方法,其特征在于所述步骤④中浇铸时间为5~8秒,然后需要自然冷却2~3分钟,铸锭尺寸为长660mm×宽100mm×高45mm,每锭重量为6.3~6.5kg。
上述任意一种A356中间合金的制备方法所获得的A356中间合金:硅含量为28~32%;含铁量小于0.21%;含钛量0.4~0.5%;其他杂质小于0.1%;余量为铝。
一种A356合金的制备方法,包括如下步骤:
1)利用上述任意一种A356中间合金的制备方法制备A356中间合金;
2)将步骤1)制得的A356中间合金和A00铝锭按重量比为75:25的比例一起投入熔炉中熔炼,即得A356合金。
其中覆盖剂成份为50% KCl和50% NaCl,精炼剂成份为55%C2Cl6和40%Na2SiF6和5%KF。
有益效果:
本发明经实验验证具有如下优点:一、生产成本低,本发明方法在不改变使用设备和工艺条件的情况下,与传统方法相比每吨成本可节约400~1000元。二、采用本发明方法制备出的A356中间合金成分均匀且杂质含量低,同时用该中间合金重熔的A356合金化学成分符合A356的要求:硅 6.5~7.5%,钛0.09~0.12%,铁小于0.2%,其他杂质含量小于0.1%。三、制备工艺快捷方便,本发明除了制备A356中间合金工艺简单外,A356合金的熔炼也极易操作,由于本方法制备出的中间合金直接浇铸为重量6.3~6.5kg/锭,而A00铝锭的标准重量为20kg/锭,所以合成A356时直接按照A00铝锭和A356中间合金锭各加一锭的比例加入,无需繁琐的成分计算和配料。四、节能、环保无污染,本发明方法中使用的铝液取自电解铝厂的电解槽内的高温铝液,可以有效减少二次熔炼的烧损和燃料消耗,没有污染排放。五、本发明步骤④中采用喷淋水快速凝固,可以防止生产出的中间合金成份偏析;覆盖剂又称保温发热剂,作用是有效的保护铝液不被氧化,防止吸收空气中的水份和氢,减少铝的烧损,提高铝液的熔炼质量。
在制备A356合金时,本发明中所使用的原料中铝液选自电解铝厂电解槽内的低铁、低杂质高温铝液,并且直接投入本发明前述的熔炉熔制A356中间合金,这样可以减少传统二次熔炼带来的烧损、含铁量增加、杂质增加等问题,同时减少二次熔炼的烧损和燃料消耗,没有污染排放,既经济又环保。
    块度为矿石、岩石经爆破、破碎后形成碎块的大小程度。采掘中爆破后形成的碎块的大小称自然块度,经破碎加工形成碎块的大小称破碎块度。块度一般以碎块的三向长度的平均值(毫米)或碎块的最大长度(毫米)表示。
具体实施方式
一种A356中间合金的制备方法,包括如下制备步骤:
①将合金炉加热至800~900℃,加入900~1050重量份的含铁量小于0.4%,块度为40~150mm的金属硅,再加入4000~5000重量份的且含铁量小于0.15%的铝液,其中铝液温度为800~900℃,加完铝液后,温度降低到680~710℃,表面撒上覆盖剂,其中覆盖剂的成份为50% KCl和50% NaCl,加入重量为加入金属硅重量和铝液重量之和的0.2~0.4%,加热至820~860℃;
②停止加热,用电磁搅拌器在搅拌频率1.652Hz、搅拌强度90%、换向时间300s条件下搅拌15-20分钟后,再将900~1050重量份的含铁量小于0.4%,块度为40~150mm的金属硅用钟罩压入硅铝混合液,此时温度降至720~740℃,再次在硅铝混合液表面撒上与步骤①相同的覆盖剂,加入量为本步骤加入金属硅重量和铝液重量之和的0.2~0.4%,再加热至830~860℃;
③马上加入38~40重量份的钛剂,该钛剂含钛量78~82%,后通入纯度为99.99%的氮气,通气时间为5~8分钟,同时加入精炼剂,其中精炼剂的成份为55%C2Cl6和40%Na2SiF6和5%KF,加入量为上述金属总重量的0.3~0.5%,用电磁搅拌15~25分钟,该搅拌条件与上述搅拌条件相同,静置10~15分钟,取样进行化学分析;
④扒渣,将温度降到780~820℃浇铸,铸锭尺寸长660mm×宽100mm×高45mm,每锭重量为6.3~6.5kg,浇铸时间5~8秒,自然冷却2~3分钟后,铸锭温度降至550~600℃采用喷淋水快速凝固,喷淋时间3~5分钟。
一种A356合金的制备方法,包括如下步骤:
1)利用上述任意一种A356中间合金的制备方法制备A356中间合金;
2)将步骤1)制得的A356中间合金和A00铝锭按重量比为75:25的比例一起投入熔炉中采用常规方法熔炼,即得A356合金。
实施例1
一种A356中间合金的制备方法为:①将合金炉加热至800℃,加入900kg的含铁量小于0.4%,块度为60mm的金属硅,再加入4000kg的且含铁量小于0.15%的铝液,其中铝液温度为800℃,加完铝液后,表面撒上9.8kg覆盖剂,其中覆盖剂的成份为50% KCl和50% NaCl,加热至820℃;②停止加热,用电磁搅拌器在搅拌频率1.652Hz、搅拌强度90%、换向时间300s条件下搅拌15分钟后,再将900kg的含铁量小于0.4%,块度为40mm的金属硅用钟罩压入铝液,再次在铝液表面撒上1.8kg覆盖剂,再加热至830℃;③加入38kg含钛量78%的商品钛剂,后通入纯度为99.99%的氮气,通气时间为5分钟,同时加入精炼剂,加入17.6kg的精炼剂,用电磁搅拌15分钟,该搅拌条件与上述搅拌条件相同,静置10分钟,取样进行化学分析;④扒渣,将温度降到780℃浇铸,铸锭尺寸长660mm×宽100mm×高45mm,每锭重量为6.3kg,浇铸时间5秒,自然冷却2分钟后,铸锭温度降至550℃采用喷淋水快速凝固,喷淋时间3分钟。
实施例2
一种A356中间合金的制备方法:①将合金炉加热至900℃,加入1050kg的含铁量小于0.4%,块度为140mm的金属硅,再加入5000kg的且含铁量小于0.15%的铝液,其中铝液温度为860℃,加完铝液后,表面撒上24.2kg覆盖剂,其中覆盖剂的成份为50% KCl和50% NaCl,加热至860℃;②停止加热,用电磁搅拌器在搅拌频率1.652Hz、搅拌强度90%、换向时间300s条件下搅拌20分钟后,再将1050kg的含铁量小于0.4%,块度为150mm的金属硅用钟罩压入铝液,再次在铝液表面撒上4.2kg的覆盖剂,再加热至860℃;③加入40kg含钛量82%的商品钛剂,后通入纯度为99.99%的氮气,通气时间为8分钟,同时加入35.5kg精炼剂,其中精炼剂的成份为55%C2Cl6和40%Na2SiF6和5%KF,用电磁搅拌25分钟,该搅拌条件与上述搅拌条件相同,静置15分钟,取样进行化学分析;④扒渣,将温度降到820℃浇铸,铸锭尺寸长660mm×宽100mm×高45mm,每锭重量为6.5kg,浇铸时间8秒,自然冷却3分钟后,铸锭温度降至600℃采用喷淋水快速凝固,喷淋时间5分钟。
实施例3
一种A356中间合金的制备方法:①将合金炉加热至850℃,加入1000kg的含铁量小于0.4%,块度为100mm的金属硅,再加入4500kg的且含铁量小于0.15%的铝液,其中铝液温度为850℃,加完铝液后,表面撒上16.5kg覆盖剂,其中覆盖剂的成份为50% KCl和50% NaCl,加热至840℃;②停止加热,用电磁搅拌器在搅拌频率1.652Hz、搅拌强度90%、换向时间300s条件下搅拌17分钟后,再将1000kg的含铁量小于0.4%,块度为100mm的金属硅用钟罩压入铝液,再次在铝液表面撒上3kg覆盖剂,再加热至840℃;③加入39kg含钛量80%的商品钛剂,后通入纯度为99.99%的氮气,通气时间为7分钟,同时加入26.1kg精炼剂,其中精炼剂的成份为55%C2Cl6和40%Na2SiF6和5%KF,用电磁搅拌20分钟,该搅拌条件与上述搅拌条件相同,静置13分钟,取样进行化学分析;④扒渣,将温度降到800℃浇铸,铸锭尺寸长660mm×宽100mm×高45mm,每锭重量为6.4kg,浇铸时间7秒,自然冷却2分钟后,铸锭温度降至570℃采用喷淋水快速凝固,喷淋时间4分钟。
实施例4
一种A356合金的制备方法,包括如下步骤:
1)利用实施例1中A356中间合金的制备方法制备A356中间合金;
2)将步骤1)制得的A356中间合金和A00铝锭按重量比为75:25的比例一起投入熔炉中采用常规方法熔炼,即得A356合金。
实施例5
一种A356合金的制备方法,包括如下步骤:
1)利用实施例3中A356中间合金的制备方法制备A356中间合金;
2)将步骤1)制得的A356中间合金和A00铝锭各5锭一起投入熔炉中采用常规方法熔炼,即得A356合金。
    实施例6
⑴、生产A356中间合金:在1000kg碳硅棒炉熔制3批2800kg,完全达到标准要求;在7500kg反射炉生产5批次35000kg,同样达到标准要求。
⑵、现场A356合金的熔制:在3000kg/h的连续式熔炉,按照本发明的方法,连续熔制8个小时,加入A00铝锭15750kg,加入A356中间合金5250kg所熔制的合金无论是化学成分还是材料性能都符合标准要求。
 通过实施例6可以看出,本发明方法制备的A356中间合金以及A356合金可以使用常规设备进行熔炼,无需更换适合本方法操作方法的特殊设备,可以节省更换设备的开支,另外采用本发明方法制备出的A356中间合金及合金每批次的化学成分及材料性能均符合标准要求。

Claims (6)

1.一种A356中间合金的制备方法,包括如下制备步骤:
①将合金炉加热至800~900℃,加入900~1050重量份金属硅,再加入4000~5000重量份的且含铁量小于0.15%的铝液,其中铝液温度为800~900℃,加完铝液后,温度降低到680~710℃,表面撒上覆盖剂,其中覆盖剂的量为上述加入金属硅重量和铝液重量之和的0.2~0.4%,再加热至820~860℃;
②停止加热,电磁搅拌15~20分钟后,再将900~1050重量份的金属硅压入硅铝混合液,此时温度降至720~740℃,再次在硅铝混合液表面撒上覆盖剂,其中覆盖剂的量为此步骤中加入金属硅的总重量的0.2~0.4%,再加热至830~860℃;
③马上加入38~40重量份的钛剂,后通入氮气和精炼剂,其中精炼剂为加入金属总重量的0.3~0.5%,用电磁搅拌15~25分钟,静置10~15分钟;
④扒渣,将温度降到780~820℃浇铸,铸锭温度降至550~600℃采用喷淋水快速凝固。
2.根据权利要求1所述的一种A356中间合金的制备方法,其特征在于所述步骤①和②中的金属硅含铁量小于0.4%,块度为40~150mm;步骤③中的钛剂为含钛量78~82%的钛剂。
3.根据权利要求2所述的一种A356中间合金的制备方法,其特征在于所述步骤③中通入的氮气纯度为99.99%,通气时间为5~8分钟。
4.根据权利要求2所述的一种A356中间合金的制备方法,其特征在于所述步骤④中浇铸时间为5~8秒,然后需要自然冷却2~3分钟,铸锭尺寸为长660mm×宽100mm×高45mm,每锭重量为6.3~6.5kg。
5.一种根据权利要求1~4所述的任意一种A356中间合金的制备方法所获得的A356中间合金:硅含量为28~32%;含铁量小于0.21%;含钛量0.4~0.5%;其他杂质小于0.1%;余量为铝。
6.一种A356合金的制备方法,包括如下步骤:
1)利用权利要求1~4中任意一种A356中间合金的制备方法制备A356中间合金;
2)将步骤1)制得的A356中间合金和A00铝锭按重量比为75:25的比例一起投入熔炉中熔炼,即得A356合金。
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Assignee: Zhanyi Kai Sheng special Pioneer Metals Corporation

Assignor: Lu Jie

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