CN105316507A - 一种含镧铒锆的铝合金精炼剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含镧铒锆的铝合金精炼剂，所述精炼剂包括A料和B料，其中，所述A料包括以下重量份的原料：NaCl70～80份，KCl50～56份，LiCl12～18份，NaF30～36份，AlF310～12份，氟铝酸钠10～12份，碳粉12～18份，轻质碳酸钙20～28份，CaO5～10份；所述B料由C₂Cl₆、TiO₂与金属按重量比5:1.5～2:1～1.5组成，所述金属为包含Mg、La、Er和Zr的混合金属；A料和B料配合使用，重量比为2～4:1。使用本发明的精炼剂在精炼铝合金的过程中，不仅可实现除氢和去除氧化物夹杂，还能对铝合金组织起到变质和细化作用。

Description

一种含镧铒锆的铝合金精炼剂

技术领域

本发明涉及铝合金熔炼加工领域，特别是一种含镧铒锆的铝合金精炼剂。

背景技术

随着科学技术的发展，汽车、造船、航空、航天及其他制造业对铝合金铸件的品质要求也愈来愈高，除了保证化学成分、力学性能和尺寸精度外，不允许铸件有气孔、缩孔等缺陷；对于铝合金的品质来说，铝合金的熔炼是铸件生产过程中的一个很重要的工序，铝合金熔体净化处理是生产高质量的铝铸件的基本保证措施之一。铝合金熔体精炼效果对疏松、气孔、夹杂等的形成有重要影响，且直接影响铝铸件的物理性能、力学性能以及使用性能；因此，改善合金熔液的质量则是提高铸件质量的重要环节；铝合金熔体处理的主要任务是提高铝合金熔液的纯净度和变质效果。

目前铝合金精炼剂虽然能够将除去一些夹杂及降低氢含量，但是对于夹杂较多的铝合金熔炼过程，特别是含细小的夹杂物、非金属氧化物等夹杂去除效果达不到要求，且也无法实现在去除铝合金熔体杂质的同时，对铝合金熔体进行细化和变质，从而更好地提高铝合金铸件的力学及使用性能。

发明内容

本发明提供了一种含镧铒锆的铝合金精炼剂，能有效降低铝合金熔体的含氢量，去除铝合金熔体的氧化物夹杂。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种含镧铒锆的铝合金精炼剂，包括A料和B料，其中，所述A料包括以下重量份的原料：NaCl70～80份，KCl50～56份，LiCl12～18份，NaF30～36份，AlF₃10～12份，氟铝酸钠10～12份，碳粉12～18份，轻质碳酸钙20～28份，CaO5～10份；所述B料由C₂Cl₆、TiO₂与金属按重量比5:1.5～2:1～1.5组成，所述金属为包含Mg、La、Er和Zr的混合金属；A料和B料配合使用，重量比为2～4:1。

优选的，所述B料中，各金属按以下重量份配比：Mg60～70份，La10～18份，Er10～18份，Zr5～9份。

更优选的，所述A料包括以下重量份的原料：NaCl75份，KCl53份，LiCl16份，NaF33份，AlF₃11份，氟铝酸钠11份，碳粉15份，轻质碳酸钙26份，CaO8份。

更优选的，所述B料中，各金属按以下重量份配比：Mg65份，La15份，Er15份，Zr7份。

优选的，所述A料与B料的重量配比为3:1。

优选的，所述B料由C₂Cl₆、TiO₂与金属按重量比5:1.8:1.2组成。

一种含镧铒锆的铝合金精炼剂的使用方法，包括以下步骤：

S1、在熔炼炉的温度升至650-690℃时，喷入A料，加入量为0.1～2.5g/kg熔液，充分搅拌、扒渣；

S2、当熔炼炉的温度上升至780-810℃时，按比例喷入B料，充分搅拌、扒渣；

S3、按常规工艺静置保温，然后浇注、冷却和热处理。

上述组分原料分别起到的作用为：

NaCl和KCl：对固态Al₂O₃、夹杂物和氧化膜有很强的浸润能力，且在熔炼温度下NaCl和KCl的比重只有1.55g/cm³和l.50g/cm³，显著小于铝熔体的比重，故能很好地铺展在铝合金熔体表面，破碎和吸附熔体表面的氧化膜；

LiCl₂：氯化物，表面张力小，润湿性好，与NaCl和KCl配合使用；

NaF、AlF₃和氟铝酸钠：主要起精炼作用，如吸附、溶解Al₂O₃；氟盐还能有效地去除熔体表面的氧化膜，提高除气效果；

轻质碳酸钙：优质的发泡剂，脱硫剂；

碳粉：脱氧剂，且碳粉的加入能延长发泡的时间，使精炼效果更好；

CaO：可调节渣碱度，脱硫剂；

C₂Cl₆：吸湿性低，使用方便，精炼效果好，且有晶粒细化作用；

Mg、La、Er和Zr：对铝合金熔液具有很好的变质效果，可明显减小晶粒尺寸，提高铝制品的均匀性；且La、Er的稀土单质能置换和吸附熔体中杂质氢成络合物REH₂或REH₃达到除气的作用；还能提高粉体的重度。

本发明的精炼剂用于精炼铝合金时，配合使用氮气或氩气吹入熔炉中，并分两次喷入不同的原料，不仅能够获得较好的除氢效果，而且对铝合金组织起到变质和细化作用，其优点包括：

(1)在精炼的过程中加入了Mg、La、Er和Zr元素，尤其是La、Er和Zr这几种金属元素的加入，可实现在除氢和去除氧化物夹杂的同时，对铝合金组织起到变质和细化作用，从而获得致密度高的铝合金铸件，提高了合金的力学性能；

(2)除氢效果明显，H含量能降到大约0.10～0.16ml/100gAl的水平；

(3)可充分去除熔体中的氧化物夹杂，除渣率可达到90％以上；

(4)该铝合金熔液用于浇注铝合金锭，所得铝合金锭断口组织致密，没有熔渣及夹杂物。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围和应用范围不限于以下实施例：

实施例1

一种含镧铒锆的铝合金精炼剂，包括A料和B料，其中，A料包括以下重量份的原料：NaCl75份，KCl53份，LiCl16份，NaF33份，AlF₃11份，氟铝酸钠11份，碳粉15份，轻质碳酸钙26份，CaO8份，轻质碳酸钙20份；B料由C₂Cl₆、TiO₂与金属按重量比5:1.8:1.2组成，各金属按以下重量份配比：Mg65份，La15份，Er15份，Zr7份；A料和B料按重量比3:1进行配料。

上述含镧铒锆的铝合金精炼剂的使用方法，包括以下步骤：

S1、在熔炼炉的温度升至650-670℃时，喷入A料，加入量为1.5g/kg熔液，充分搅拌、扒渣；

S2、当熔炼炉的温度上升至780-800℃时，喷入B料，加入量为0.5g/kg熔液，充分搅拌、扒渣；

S3、按常规工艺静置保温，然后浇注、冷却和热处理。

使用上述含镧铒锆的铝合金精炼剂精炼铝合金时，铝熔体的H含量能降到大约0.10～0.13ml/100gAl的水平；可充分去除熔体中的氧化物夹杂，除渣率可达到93％以上；该铝合金熔液浇注成铝合金锭，所得铝合金锭断口组织致密，没有熔渣及夹杂物。

实施例2

一种含镧铒锆的铝合金精炼剂，包括A料和B料，其中，A料包括以下重量份的原料：NaCl80份，KCl56份，LiCl18份，NaF30份，AlF₃10份，氟铝酸钠10份，碳粉12份，轻质碳酸钙20份，CaO5份；B料由C₂Cl₆、TiO₂与金属按重量比5:1.5:1.5组成，各金属按以下重量份配比：Mg60份，La18份，Er18份，Zr9份；A料和B料按重量比4:1进行配料。

上述含镧铒锆的铝合金精炼剂的使用方法，包括以下步骤：

S1、在熔炼炉的温度升至670-690℃时，喷入A料，加入量为0.2g/kg熔液，充分搅拌、扒渣；

S2、当熔炼炉的温度上升至790-810℃时，喷入B料，，加入量为0.05g/kg熔液，充分搅拌、扒渣；

S3、按常规工艺静置保温，然后浇注、冷却和热处理。

使用上述含镧铒锆的铝合金精炼剂精炼铝合金时，铝熔体的H含量能降到大约0.13～0.16ml/100gAl的水平；可充分去除熔体中的氧化物夹杂，除渣率可达到90％以上；该铝合金熔液浇注成铝合金锭，所得铝合金锭断口组织致密，没有熔渣及夹杂物。

实施例3

一种含镧铒锆的铝合金精炼剂，包括A料和B料，其中，A料包括以下重量份的原料：NaCl70份，KCl50份，LiCl12份，NaF36份，AlF₃12份，氟铝酸钠12份，碳粉18份，轻质碳酸钙28份，CaO10份；B料由C₂Cl₆、TiO₂与金属按重量比5:2:1组成，各金属按以下重量份配比：Mg70份，La10份，Er10份，Zr5份；A料和B料按重量比2:1进行配料。

上述含镧铒锆的铝合金精炼剂的使用方法，包括以下步骤：

S1、在熔炼炉的温度升至660-680℃时，喷入A料，加入量为2.5g/kg熔液，充分搅拌、扒渣；

S2、当熔炼炉的温度上升至790-810℃时，喷入B料，加入量为1.25g/kg熔液，充分搅拌、扒渣；

S3、按常规工艺静置保温，然后浇注、冷却和热处理。

使用上述含镧铒锆的铝合金精炼剂精炼铝合金时，铝熔体的H含量能降到大约0.10～0.13ml/100gAl的水平；可充分去除熔体中的氧化物夹杂，除渣率可达到92％以上；该铝合金熔液浇注成铝合金锭，所得铝合金锭断口组织致密，没有熔渣及夹杂物。

Claims (7)

1.一种含镧铒锆的铝合金精炼剂，其特征在于：

所述精炼剂包括A料和B料，其中，所述A料包括以下重量份的原料：NaCl70～80份，KCl50～56份，LiCl12～18份，NaF30～36份，AlF₃10～12份，氟铝酸钠10～12份，碳粉12～18份，轻质碳酸钙20～28份，CaO5～10份；所述B料由C₂Cl₆、TiO₂与金属按重量比5:1.5～2:1～1.5组成，所述金属为包含Mg、La、Er和Zr的混合金属；A料和B料配合使用，重量比为2～4:1。

2.根据权利要求1所述的含镧铒锆的铝合金精炼剂，其特征在于：

所述B料中，各金属按以下重量份配比：Mg60～70份，La10～18份，Er10～18份，Zr5～9份。

3.根据权利要求1所述的含镧铒锆的铝合金精炼剂，其特征在于：

所述A料包括以下重量份的原料：NaCl75份，KCl53份，LiCl16份，NaF33份，AlF₃11份，氟铝酸钠11份，碳粉15份，轻质碳酸钙26份，CaO8份。

4.根据权利要求2所述的含镧铒锆的铝合金精炼剂，其特征在于：

所述B料中，各金属按以下重量份配比：Mg65份，La15份，Er15份，Zr7份。

5.根据权利要求1所述的含镧铒锆的铝合金精炼剂，其特征在于：

所述A料与B料的重量配比为3:1。

6.根据权利要求1所述的含镧铒锆的铝合金精炼剂，其特征在于：

所述B料由C₂Cl₆、TiO₂与金属按重量比5:1.8:1.2组成。

7.一种根据权利要求1～6任一项所述的含镧铒锆的铝合金精炼剂的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、在熔炼炉的温度升至650-690℃时，喷入A料，加入量为0.1～2.5g/kg熔液，充分搅拌、扒渣；

S2、当熔炼炉的温度上升至780-810℃时，按比例喷入B料，充分搅拌、扒渣；

S3、按常规工艺静置保温，然后浇注、冷却和热处理。