CN104962768A - 一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂及其制备方法，涉及一种高镁铝合金熔铸用添加剂及其制备方法。本发明是为了解决高镁铝合金熔炼时常规铁添加剂熔化速度慢或不熔化、实收率低；熔炼温度高、时间长以及能源消耗大的技术问题。本发明的铁添加剂由铁粉和助熔剂制成。方法为：一、称取铁粉和助熔剂；二、将步骤一称取的铁粉和助熔剂混合均匀，然后在液压强为6MPa～7.5MPa的条件下压制成圆饼状，得到用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂。本发明的高镁铝合金熔铸的铁添加剂制造方法较为简单，具有可在较低的熔炼温度下使用、缩短熔化时间、提高实收率、节约能源、运输和储存方便等优点。本发明应用于高镁铝合金熔铸用添加剂的制备领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种高镁铝合金熔铸的添加剂及其制备方法。
背景技术
纯铝质软，力学性能不高，不适宜制作承受较大载荷的结构零件。然而向纯铝中加入适量的合金元素，可制成强度较高的铝合金。其中镁元素对铝有很明显的强化作用，且合金的强度在一定程度上随镁含量的增加而提高；镁元素还可以显著提高合金的焊接性能。但在熔炼含有一定镁元素的铝合金时，镁元素的加入极大降低合金的流动性，严重影响其他金属元素如锰、铁、硅等熔入铝液的速度，给合金熔炼与浇铸带来困难难，造成合金元素偏析、导成分难控制，故一般熔铸该类合金时选择最后添加镁元素。
但是，目前国内很多铝合金生产企业为降低熔炼成本，选择废料二次熔炼高镁铝合金，此时铝液初始镁含量可达1.0％以上。且铝合金中镁元素含量越高铝合金液流动性越差，常规铁添加剂已无法达到向铝液中添加足够铁元素的目的，导致熔炼时间长、温度高以及能源消耗大。因此开发出一种特定的高镁铝合金熔炼专用铁添加剂具有较高的现实意义。
发明内容
本发明是为了解决高镁铝合金熔炼时常规铁添加剂熔化速度慢或不熔化、实收率低；熔炼温度高、时间长以及能源消耗大的技术问题，从而提供一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂及其制备方法。
本发明的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂按质量份数由70～80份的铁粉和20～30份的助熔剂制成。
本发明的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂的制备方法是按以下步骤进行：
一、按质量份数称取70～80份的铁粉和20～30份的助熔剂；
二、将步骤一称取的铁粉和助熔剂混合均匀，然后在液压强为6MPa～7.5MPa的条件下压制成圆饼状，得到用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂。
本发明的用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂与现有产品相比，具有以下优点：
(1)熔化温度低，在725℃即可完全熔化，可减少烧损，降低汽泡率，减少枝晶偏析和显微裂纹等；
(2)熔化速度快，比目前采用的常规铁添加剂熔化速度快50％以上；
(3)产品实收率高，将添加剂投入725℃以上镁铝合金液中，8～10分钟内添加剂可迅速熔化并被铝液吸收，20分钟铁元素实收率可达90％以上；
(4)容易获得成份均匀而精准的铝合金。
本发明包括以下有益效果：
本发明的高镁铝合金熔铸用铁添加剂不仅能代替铝铁中间合金用于熔制高镁铝合金，而且制造方法较为简单；具有可在较低的熔炼温度下使用、缩短熔化时间、提高实收率、节约能源、运输和储存方便等优点。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂按质量份数由70～80份的铁粉和20～30份的助熔剂制成。
本实施方式的高镁铝合金熔铸用铁添加剂与现有产品相比，具有以下优点：
(1)熔化温度低，在725℃即可完全熔化，可减少烧损、降低汽泡率、减少枝晶偏析和显微裂纹等；
(2)熔化速度快，比目前采用的常规铁添加剂熔化速度快50％以上；
(3)产品实收率高，将添加剂投入725℃以上镁铝合金液中，8-10分钟内添加剂可迅速熔化并被铝液吸收，20分钟铁元素实收率可达90％以上；
(4)容易获得成份均匀而精准的高镁铝合金。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的铁粉中铁元素的质量百分含量不小于99％。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述的铁粉中铁元素的质量分数为99.1％。其他步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述的铁粉的平均粒度为250μm～500μm。其他步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述的助熔剂的平均粒度为250μm～500μm。其他步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂的制备方法是按以下步骤进行：
一、按质量份数称取70～80份的铁粉和20～30份的助熔剂；
二、将步骤一称取的铁粉和助熔剂混合均匀，然后在液压强为6MPa～7.5MPa的条件下压制成圆饼状，得到用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂。
本实施方式包括以下有益效果：
本实施方式的镁铝合金铁添加剂不仅能代替铝铁中间合金用于熔制高镁铝合金，而且制造方法较为简单；具有可在较低的熔炼温度下使用、缩短熔化时间、提高实收率、节约能源、运输和储存方便等优点。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是：步骤一中按质量份数称取75份的铁粉和25份的助熔剂。其他步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是：步骤一中所述的铁粉中铁元素的质量分数不小于99％。其他步骤及参数与具体实施方式六或七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六至八之一不同的是：步骤一中所述的铁粉中铁元素的质量分数为99.1％。其他步骤及参数与具体实施方式六至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六至九之一不同的是：步骤一中所述的铁粉的平均粒度为250μm～500μm。其他步骤及参数与具体实施方式六至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式六至十之一不同的是：步骤一中所述的助熔剂为铁助溶剂或六氟铝酸钾。其他步骤及参数与具体实施方式六至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式六至十一之一不同的是：步骤一中所述的助熔剂的平均粒度为250μm～500μm。其他步骤及参数与具体实施方式六至十一之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式六至十二之一不同的是步骤二中在液压强为6.5MPa～7.5MPa的条件下压制成圆饼状。其他步骤及参数与具体实施方式六至十二之一相同。
通过以下试验验证本发明的有益效果：
试验一：本试验的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂的制备方法按以下步骤实现的：
一、按质量份数称取75份的铁粉和25份的助熔剂；
二、将步骤一所述的铁粉和助熔剂混合均匀，然后在液压强为7.5MPa的条件下压制成圆饼状，得到用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂。
步骤一中所述的铁粉中铁元素的质量分数为99.1％。
步骤一中所述的铁粉的平均粒度为270μm。
步骤一中所述的铁助熔剂为六氟铝酸钾，平均粒度为250μm。
对本试验制备的用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂的熔化速度和实收率进行验证：
(一)试验一的铁添加剂与现有铁添加剂在镁质量含量为3％的环境下熔化速度的比较试验，过程如下：
将250g的试验一的铁添加剂与250g的现有铁添加剂投入19.3公斤温度为725℃的铝水中，观察并记录其熔化速度，得到如表1所示的试验一的铁添加剂与现有铁添加剂熔化速度的对比数据，从表1可以看出，8min内试验一的铁添加剂可全部熔化。
表1 试验一的铁添加剂与现有铁添加剂熔化速度的对比数据
(二)试验一的铁添加剂与现有铁添加剂在镁质量含量为1.5％环境下熔化速度的比较试验，过程如下：
将500g的试验一的铁添加剂与500g的现有铁添加剂投入21.6公斤温度为727℃的铝水中，观察并记录其熔化速度，得到如表2所示的试验一的铁添加剂与现有铁添加剂熔化速度的对比数据，从表2可以看出，10min内试验一的铁添加剂可全部熔化。
表2 试验一的铁添加剂与现有铁添加剂熔化速度的对比数据
(三)试验一的铁添加剂实收率的检测试验，检测两次，试验参数及结果见表3和表4。
表3 试验一的铁添加剂实收率
表4 试验一的铁添加剂实收率
Claims (10)
1.一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂，其特征在于用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂按质量份数由70～80份的铁粉和20～30份的助熔剂制成。
2.根据权利要求1所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂，其特征在于所述的铁粉中铁元素的质量百分含量不小于99％。
3.根据权利要求1所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂，其特征在于所述的铁粉中铁元素的质量分数为99.1％。
4.根据权利要求1所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂，其特征在于所述的铁粉的平均粒度为250μm～500μm。
5.根据权利要求1所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂，其特征在于所述的助熔剂的平均粒度为250μm～500μm。
6.一种用于高镁铝合金熔铸用铁添加剂的制备方法，其特征在于用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂的制备方法是按以下步骤进行：
一、按质量份数称取70～80份的铁粉和20～30份的助熔剂；
二、将步骤一称取的铁粉和助熔剂混合均匀，然后在液压强为6MPa～7.5MPa的条件下压制成圆饼状，得到用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂。
7.根据权利要求6所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂的制备方法，其特征在于步骤一中按质量份数称取75份的铁粉和25份的助熔剂。
8.根据权利要求6所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂的制备方法，其特征在于步骤一中所述的铁粉的平均粒度为250μm～500μm。
9.根据权利要求6所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂的制备方法，其特征在于步骤一中所述的助熔剂为铁助熔剂或六氟铝酸钾。
10.根据权利要求6所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铁添加剂的制备方法，其特征在于步骤二中在液压强为6.5MPa～7.5MPa的条件下压制成圆饼状。
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