CN105316510A - 一种含稀土的铝合金精炼剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含稀土的铝合金精炼剂，包括以下重量份的原料：NaCl70～80份，KCl50～56份，MgCl210～15份，LiCl5-8份，NaF30～36份，AlF310～12份，氟铝酸钠10～12份，碳粉5～10份，轻质碳酸钙25～35份，大理石粉10～15份，CaO8～12份，萤石2～5份，稀土5-10份。使用本发明的铝合金精炼剂，不仅可获得较好的除氢效果，而且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。

Description

一种含稀土的铝合金精炼剂
技术领域
本发明涉及铝合金熔炼加工领域，特别是一种含稀土的铝合金精炼剂。
背景技术
铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用。但是在铝及铝合金熔炼过程中铝极易吸气氧化，而铸造铝合金中的主要缺陷——气孔和夹渣，就是由于残留在合金中的气体和氧化物等固体颗粒造成的。因此，要获得高质量的熔体，选择正确合理的熔炼工艺固然重要，而熔体的精炼净化处理也是很重要的。
铝合金熔液的精炼净化处理是一个重要的环节，铝合金熔液处理的主要任务是提高合金液的纯净度，而提高纯净度的手段是精炼，铝液的精炼处理是铝合金熔炼过程中的关键工序之一，精炼能除氢和去除氧化物夹杂，达到消除铸件针孔的目的，从而提高铝合金铸件的力学及使用性能。
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稀土的铝合金精炼剂，除气除杂效果好。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种含稀土的铝合金精炼剂，其特征在于：
所述精炼剂包括以下重量份的原料：NaCl70～80份，KCl50～56份，MgCl210～15份，LiCl5-8份，NaF30～36份，AlF310～12份，氟铝酸钠10～12份，碳粉5～10份，轻质碳酸钙25～35份，大理石粉10～15份，CaO8～12份，萤石2～5份，稀土5-10份。
优选的，所述稀土为La、Y、Ce和Er的混合物，各稀土金属按以下重量份配比组成：La20～30份，Y20～30份，Ce20～30份，Er10～20份。
优选的，所述精炼剂包括以下重量份的原料：NaCl75份，KCl53份，MgCl212份，LiCl7份，NaF33份，AlF311份，氟铝酸钠11份，碳粉8份，轻质碳酸钙30份，大理石粉12份，CaO10份，萤石3份，稀土8份。
更优选的，所述稀土金属按以下重量份配比组成：La25份，Y25份，Ce25份，Er12份。
一种含稀土的铝合金精炼剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将各原料分别粉碎，并过60-80目的筛网；
S2、将步骤S1制得的原料按重量份配比放入搅拌机中，充分混合均匀，制得均匀的混合物；
S3、将步骤S2制得的均匀混合物放入烘箱或滚筒式烘干桶中，在100±5℃下，烘烤2-3小时；
S4、将步骤S3烘烤后的均匀混合物用80目的筛网过筛，冷却至40℃，分装密封即制得成品。
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；
MgCl2和LiCl：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；
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；
大理石粉和轻质碳酸钙：优质的发泡剂，脱硫剂，大理石粉可提高泡沫的厚度；
CaO：可调节渣碱度，脱硫剂；
萤石:萤石的主要成分为CaF2，可增加熔融熔剂的流动性，还能有效地去除熔体表面的氧化膜，提高除气效果，增大混合熔盐的表面张力，使已吸附氧化物的熔盐球状化，便于与熔体分离，减少固熔渣夹裹铝而造成的损耗；
La、Y、Ce和Er：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；且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。
本发明的含稀土的铝合金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，可获得较好的除氢效果，其优点包括：
(1)加入了稀土金属，稀土金属与H2、S等杂质元素具有很强的化学亲和力，可以与各种杂质元素形成化合物，能消除有害杂质的影响；稀土金属对铝合金组织起到变质和细化作用，有效减小铝合金的枝晶间距，细化铸态晶粒，提高了合金的力学性能；
(2)除氢效果显著，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；且热渣回收更方便，回收率更高；
(4)制备工艺简单，便于规模化生产。
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
一种含稀土的铝合金精炼剂，包括以下重量份的原料：NaCl75份，KCl53份，MgCl212份，LiCl7份，NaF33份，AlF311份，氟铝酸钠11份，碳粉8份，轻质碳酸钙30份，大理石粉12份，CaO10份，萤石3份，稀土8份；其中，稀土为La、Y、Ce和Er的混合物，各稀土金属按以下重量份配比组成：La25份，Y25份，Ce25份，Er12份。
上述含稀土的铝合金精炼剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将各原料分别粉碎，并过60-80目的筛网；S2、将步骤S1制得的原料按重量份配比放入搅拌机中，充分混合均匀，制得均匀的混合物；S3、将步骤S2制得的均匀混合物放入烘箱或滚筒式烘干桶中，在100～105℃下，烘烤2-3小时；S4、将步骤S3烘烤后的均匀混合物用80目的筛网过筛，冷却至40度，分装密封即制得成品。
使用上述含稀土的铝合金精炼剂时，精炼剂的加入量为3g/kg熔液，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铸件，根据GB/T7946.3-1999来评价，针孔度为1级，平均针孔大小<0.02mm。
实施例2
一种含稀土的铝合金精炼剂，包括以下重量份的原料：NaCl70份，KCl50份，MgCl210份，LiCl5份，NaF36份，AlF312份，氟铝酸钠12份，碳粉5份，轻质碳酸钙35份，大理石粉15份，CaO12份，萤石2份，稀土10份；其中，稀土为La、Y、Ce和Er的混合物，各稀土金属按以下重量份配比组成：La30份，Y30份，Ce30份，Er10份。
上述含稀土的铝合金精炼剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将各原料分别粉碎，并过60-80目的筛网；S2、将步骤S1制得的原料按重量份配比放入搅拌机中，充分混合均匀，制得均匀的混合物；S3、将步骤S2制得的均匀混合物放入烘箱或滚筒式烘干桶中，在95～100℃下，烘烤2-3小时；S4、将步骤S3烘烤后的均匀混合物用80目的筛网过筛，冷却至40度，分装密封即制得成品。
使用上述含稀土的铝合金精炼剂时，精炼剂的加入量为3g/kg熔液，铝熔体的H含量能降到大约0.11～0.14ml/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铸件，根据GB/T7946.3-1999来评价，针孔度为1级，平均针孔大小<0.05mm。
实施例3
一种含稀土的铝合金精炼剂，包括以下重量份的原料：NaCl80份，KCl56份，MgCl215份，LiCl8份，NaF30份，AlF310份，氟铝酸钠10份，碳粉10份，轻质碳酸钙25份，大理石粉10份，CaO8份，萤石5份，稀土5份；其中，稀土为La、Y、Ce和Er的混合物，各稀土金属按以下重量份配比组成：La20份，Y20份，Ce20份，Er20份。
上述含稀土的铝合金精炼剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将各原料分别粉碎，并过60-80目的筛网；S2、将步骤S1制得的原料按重量份配比放入搅拌机中，充分混合均匀，制得均匀的混合物；S3、将步骤S2制得的均匀混合物放入烘箱或滚筒式烘干桶中，在100～105℃下，烘烤2-3小时；S4、将步骤S3烘烤后的均匀混合物用80目的筛网过筛，冷却至40度，分装密封即制得成品。
使用上述含稀土的铝合金精炼剂时，精炼剂的加入量为3g/kg熔液，铝熔体的H含量能降到大约0.12～0.16ml/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铸件，根据GB/T7946.3-1999来评价，针孔度为1级，平均针孔大小<0.05mm。

Claims (5)

1.一种含稀土的铝合金精炼剂，其特征在于：
所述精炼剂包括以下重量份的原料：NaCl70～80份，KCl50～56份，MgCl210～15份，LiCl5-8份，NaF30～36份，AlF310～12份，氟铝酸钠10～12份，碳粉5～10份，轻质碳酸钙25～35份，大理石粉10～15份，CaO8～12份，萤石2～5份，稀土5-10份。
2.根据权利要求1所述的含稀土的铝合金精炼剂，其特征在于：
所述稀土为La、Y、Ce和Er的混合物，各稀土金属按以下重量份配比组成：La20～30份，Y20～30份，Ce20～30份，Er10～20份。
3.根据权利要求1所述的含稀土的铝合金精炼剂，其特征在于：
所述精炼剂包括以下重量份的原料：NaCl75份，KCl53份，MgCl212份，LiCl7份，NaF33份，AlF311份，氟铝酸钠11份，碳粉8份，轻质碳酸钙30份，大理石粉12份，CaO10份，萤石3份，稀土8份。
4.根据权利要求2所述的含稀土的铝合金精炼剂，其特征在于：
所述稀土金属按以下重量份配比组成：La25份，Y25份，Ce25份，Er12份。
5.一种根据权利要求1～4任一所述的含稀土的铝合金精炼剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将各原料分别粉碎，并过60-80目的筛网；
S2、将步骤S1制得的原料按重量份配比放入搅拌机中，充分混合均匀，制得均匀的混合物；
S3、将步骤S2制得的均匀混合物放入烘箱或滚筒式烘干桶中，在100±5℃下，烘烤2-3小时；
S4、将步骤S3烘烤后的均匀混合物用80目的筛网过筛，冷却至40℃，分装密封即制得成品。
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