CN102912166B

CN102912166B - 一种铝合金无钠精炼剂及其生产方法

Info

Publication number: CN102912166B
Application number: CN 201210429071
Authority: CN
Inventors: 孙益民; 边秀房; 冯乐
Original assignee: NONFERROUS METAL CASTING Co Ltd OF SHANDONG UNIVERSITY
Current assignee: NONFERROUS METAL CASTING Co Ltd OF SHANDONG UNIVERSITY
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: CN102912166A

Abstract

本发明涉及一种铝合金无钠精炼剂及其生产方法，精炼剂重量份比组成为：氯化钾35-45份、氟铝酸钾25-35份、氟钛酸钾10-20份、氟硼酸钾8-12份、碳酸钾8-12份、氟化铝4-6份，将溶剂各组分原料放入搅拌机内进行机械混合，然后放入滚筒式烘干炉中，在250-300℃下充分烘干。本发明涉及的无钠精炼剂不仅自身不含有含钠成分，直接避免了使用精炼剂过程中向ZL205A铝合金熔体中引入杂质钠，而且因为其中的氟化铝以及其他成分反应产生的氟化铝对熔体本身含有的钠杂质具有一定的清除作用。该种无钠精炼剂还因为含有钛、硼会对合金起到一定的细化作用。

Description

一种铝合金无钠精炼剂及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种铝合金无钠精炼剂，特别涉及ZL205A专用无钠精炼剂，及该种精炼剂的生产方法。

背景技术

铝及铝合金在国民经济和国防建设领域中起着相当重要的作用，ZL205A是我国自主研制的一种高强度铸造铝合金，在航空航天领域有着广泛的应用。随着科学技术的发展，人们对铝以及铝合金制品的质量要求越来越高。对于铝及其合金制品，含氢量和夹杂物（Al₂O₃）等冶金缺陷的存在会直接或间接影响其机械性能或使用性能。所以，要想获得高质量的产品，必须在浇铸前消除这些冶金缺陷，从而提高熔体的纯净度。使用精炼剂是提高熔体纯净度的一种有效方法。

目前，我国公开的精炼剂中一般都含有氯化钠、氟铝酸钠、氟化钠、氟硅酸钠、硫酸钠等钠盐的一种或多种，这种钠盐的使用，会向铝镁、铝铜、铝锂系合金中引入钠，从而产生“钠脆”现象。如中国发明专利CN 102127648A公布了一种无公害喷粉精炼剂，组分为氟硅酸钠、硫酸钠、硝酸钠、氟化钙、氯化钾、氯化钠，该种无公害精炼剂含有的硝酸钠在分解时会产生无色无味的一氧化氮气体，对人体有害；中国发明专利CN102409193A公布了一种铝合金熔炼精炼剂，其组成原料为氟硼酸钠、氯化钠、六氯乙烷、氟钛酸钠和氟化钠，该种精炼剂不但含有钠盐，而且含有对人体有害的六氯乙烷。在公开的发明专利中有一种无钠精炼剂，中国发明专利CN102286667A公布了一种铝及其合金用无钠精炼剂，其组分为氟铝酸钾、氟化钙、碳酸钾、硫酸钾、硫酸钡、氯化钾、无水氯化铝。其含有比重较大，不易上浮的硫酸钡。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足，而提供一种铝合金无钠精炼剂及其生产方法。

本发明采取的技术方案为：

一种铝合金无钠精炼剂，其重量份比组成为：氯化钾35-45份、氟铝酸钾25-35份、氟钛酸钾10-20份、氟硼酸钾8-12份、碳酸钾8-12份、氟化铝4-6份。

所述的铝合金无钠精炼剂，其重量份比组成优选为：氯化钾40份、氟铝酸钾20份、氟钛酸钾15份、氟硼酸钾10份、碳酸钾10份、氟化铝5份。

所述的铝合金优选ZL205A铝合金，即上述无钠精炼剂适用于ZL205A铝合金效果更好。

上述铝合金无钠精炼剂的生产方法，包括步骤如下：

（1）原材料选用工业优级产品，水分≤0.2%，按溶剂的成份配比称量各组分，并过30目筛；

（2）将溶剂各组分原料放入搅拌机内进行机械混合，将充分机械混合后的溶剂放入滚筒式烘干炉中，在250-300℃下充分烘干，充分烘干后置入专用容器中进行冷却；

（3）将已混制、烘干并冷却至常温的溶剂全部过30目筛，不能通过的大颗粒物料应经破碎后再过筛，分装，密封。

本发明涉及的无钠精炼剂不仅自身不含有含钠成分，直接避免了使用精炼剂过程中向ZL205A铝合金熔体中引入杂质钠，而且因为其中的氟化铝以及其他成分反应产生的氟化铝对熔体本身含有的钠杂质具有一定的清除作用。该种无钠精炼剂还因为含有钛、硼会对合金起到一定的细化作用。无钠精炼剂的使用使得精炼过程中渣铝量减少，精炼后合金的性能得以提高。不过由于此种精炼剂的组元价格较贵，使精炼剂成本上升，其在别的铝铜系合金领域较难推广，但对于质量要求较高ZL205A可以得到很好的应用。

相对于专利CN102286667A无钠精炼剂，本发明给出的精炼剂不含氟化钙，这种成分会向熔体中引入具有有害作用的钙元素；因为本发明精炼剂将配合旋转喷吹精炼机使用，所以不含有比重较大，不易上浮的硫酸钡；本发明精炼剂中选取的氟化铝会对熔体自身的钠元素及其他有害元素有一定的清除作用；另外本发明精炼剂中的钛，硼元素对合金有一定的细化作用，有利于合金力学性能的提高。

附图说明

图1为样品切割截面图，（1）空白组，（2）含钠精炼剂，（3）本发明精炼剂；

图2为截面气孔率。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明。

实施例1

一种铝合金无钠精炼剂，其重量百分比组成为：氯化钾45%、氟铝酸钾18%、氟钛酸钾15%、氟硼酸钾9%、碳酸钾9%、氟化铝4%。控制原料粒度介于30-150目之间。将以上原料混合后放入搅拌机内进行机械混合，混合后放入滚筒式烘干炉中，在250-300℃下烘干2小时。然后置入容器中进行冷却。冷却后将溶剂全部过30目筛，不能通过的大颗粒物料应经过破碎后再过筛。最后将过筛的溶剂按2.5kg/袋进行分装，袋口应密封严实。

实施例2

一种铝合金无钠精炼剂，其重量百分比组成为：氯化钾38%、氟铝酸钾20%、氟钛酸钾16%、氟硼酸钾10%、碳酸钾11%、氟化铝5%。控制原料粒度介于30-150目之间。将以上原料混合后放入搅拌机内进行机械混合，混合后放入滚筒式烘干炉中，在250-300℃下烘干2小时。然后置入容器中进行冷却。冷却后将溶剂全部过30目筛，不能通过的大颗粒物料应经过破碎后再过筛。最后将过筛的溶剂按2.5kg/袋进行分装，袋口应密封严实。

实施例3

一种铝合金无钠精炼剂，其重量百分比组成为：氯化钾40%、氟铝酸钾20%、氟钛酸钾15%、氟硼酸钾10%、碳酸钾10%、氟化铝5%。控制原料粒度介于30-150目之间。将以上原料混合后放入搅拌机内进行机械混合，混合后放入滚筒式烘干炉中，在250-300℃下烘干2小时。然后置入容器中进行冷却。冷却后将溶剂全部过30目筛，不能通过的大颗粒物料应经过破碎后再过筛。最后将过筛的溶剂按2.5kg/袋进行分装，袋口应密封严实。

效果试验

分次融化铝合金，依次有空白组（1），市场上某种含钠精炼剂（2），本发明铝合金无钠精炼剂（3），向融化的金属中加入相当于熔体质量1%的精炼剂，搅拌促进反应，然后在720℃温度下在电阻炉中保温10min。接着将熔体浇入到减压凝固设备中。

在减压凝固过程中，由于铝熔体中H溶解度降低，H2会迅速析出，部分来不及析出铝熔体的气体会在试样中形成气孔。这种气孔能够用来表征熔体的含氢量，也就是除气效果。根据渣气并除原理，这也能说明精炼剂的除渣能力。

将试样利用线切割沿纵断面截开，观察气孔度，计算截面气孔率，对比分析精炼效果。

图1中分别对应空白组（1），市场上某种含钠精炼剂（2），本发明铝合金无钠精炼剂的线切割截面图（3）。图2为每组样品对应的截面气孔率。

从图1和2可以看出，气孔率依次降低，相对于市场上某种含钠精炼剂，该种铝合金无钠精炼剂的除气效果都比较好，截面气孔率低于1%。

Claims

1.一种铝合金无钠精炼剂，其特征是，其重量份比组成为：氯化钾35-45份、氟铝酸钾25-35份、氟钛酸钾10-20份、氟硼酸钾8-12份、碳酸钾8-12份、氟化铝4-6份。

2.根据权利要求1所述的铝合金无钠精炼剂，其特征是，其重量份比组成为：氯化钾40份、氟铝酸钾20份、氟钛酸钾15份、氟硼酸钾10份、碳酸钾10份、氟化铝5份。

3.根据权利要求1或2所述的铝合金无钠精炼剂，其特征是，所述的铝合金为ZL205A铝合金。

4.权利要求1或2所述的铝合金无钠精炼剂的生产方法，其特征是，包括步骤如下：

（1）原材料选用工业优级产品，水分≤0.2%，按精炼剂的成份配比称量各组分，并过30目筛；

（2）将精炼剂各组分原料放入搅拌机内进行机械混合，将充分机械混合后的精炼剂放入滚筒式烘干炉中，在250-300℃下充分烘干，充分烘干后置入专用容器中进行冷却；

（3）将已混制、烘干并冷却至常温的精炼剂全部过30目筛，不能通过的大颗粒物料应经破碎后再过筛，分装，密封。