CN105369044B - 一种含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂，包括A料和B料，其中，所述A料包括以下重量份的原料：KCl50～60份，K₂CO₃20～25份，CaCl₂10～15份，AlF₃30～35份，氟铝酸钾10～12份，大理石粉10～15份，轻质碳酸钙5～10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、Ce、La、Er的混合金属；A料和B料配合使用，重量比为2～3:1。使用本发明的精炼剂，在精炼的过程中不会引入杂质钠，且加入了Mg、Ce、La和Er元素，对铝合金组织起到变质和细化作用，提高了合金的力学性能。

Description

一种含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂

技术领域

本发明涉及铝合金熔炼加工领域，特别是一种含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂。

背景技术

铝合金在熔炼过程中可能由于熔体的处理不当，会造成其性能下降甚至变坏，从而使铸件出现成批废品。据统计分析，因熔炼工艺过程控制不严而产生的废品(如渗漏、气孔、夹渣等)主要是由于合金液中的气体、氧化夹渣、熔剂夹渣未清除引起的。因此，铝合金液的质量对铝铸件的组织和性能有着重要的影响，而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。

在铝合金液体浇注前或是浇注过程中，铝合金熔液中的氢原子自发的形成氢气分子，自发形成的氢分子和以非金属夹杂物为形核底是降低铝合金熔液纯净度、引起铝合金压铸件产生缺陷的主要原因，因此在铝合金熔炼时，对铝合金熔液的进行精炼处理必不可少。

目前，我国公开的精炼剂中一般都含有氯化钠、氟铝酸钠、碳酸钠、硫酸钠、氟化钠和氟硅酸钠等钠盐的一种或多种，如授权公告号为CN 103014397 B的专利公开了一种掺杂有硅藻土的铝合金型材的熔炼用精炼剂制备方法，组分为氯化钾7-9、草木灰4-6、硅藻土2-3、石英砂纳米粉末2-4、竹炭粉3-5、氟化钙4-6、硝酸钠3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8-10、硫酸钠3-5、氯化铝5-8、碳酸钾3-5、凹凸棒土8-10、NaBF₄5-8、氯化钠3-5、钾长石粉5-8，Na₂TiF68-10、NaF5-8，这种钠盐的使用，会在铝镁、铝铜、铝锂系合金中引入钠，从而产生“钠脆”现象。

发明内容

本发明提供了一种含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂，不含有钠盐成分，且具有良好的精炼效果。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂，包括A料和B料，其中，所述A料包括以下重量份的原料：KCl50～60份，K₂CO₃20～25份，CaCl₂10～15份，AlF₃30～35份，氟铝酸钾10～12份，大理石粉10～15份，轻质碳酸钙5～10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、Ce、La、Er的混合金属；A料和B料配合使用，重量比为2～3:1。

优选的，所述B料中，各金属按以下重量份配比：Mg50～60份，Ce 10～15份，La10～15份，Er8～12份。

优选的，所述A料包括以下重量份的原料：KCl55份，K₂CO₃22份，CaCl₂12份，AlF₃33份，氟铝酸钾11份，大理石粉12份，轻质碳酸钙8份。

更优选的，所述B料中，各金属按以下重量份配比：Mg55份，Ce 12份，La12份，Er10份。

优选的，所述A料与B料的重量配比为2.5:1。

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

一种含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂的使用方法，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0.1～3g/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：

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KCl的比重只有l.50g/cm³，大大小于铝合金熔液的比重，可很好地铺展在铝合金熔液表面，破碎和吸附熔体表面的氧化膜；

CaCl₂：氯化物，表面张力小，润湿性好，与KCl配合使用；

K₂CO₃：脱硫剂和发泡物质，还可起到助熔的作用；

AlF₃和氟铝酸钾：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；

CaF₂: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。

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；

C₂Cl₆：吸湿性低，使用方便，精炼效果好，且有晶粒细化作用；

TiO₂：与C₂Cl₆配合使用具有良好的精炼效果；

Mg、Ce、La、Er：碱金属和稀土金属，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。

本发明的无钠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，可获得较好的除氢效果，其优点包括：

(1)在精炼的过程中不会引入杂质钠，且加入了Mg、Ce、La和Er元素，对铝合金组织起到变质和细化作用，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

一种含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂，包括A料和B料，其中，A料包括以下重量份的原料：KCl55份，K₂CO₃22份，CaCl₂12份，AlF₃33份，氟铝酸钾11份，大理石粉12份，轻质碳酸钙8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：Mg55份，Ce 12份，La12份，Er10份。A料中各原料分别粉碎，机械混合后用滚筒烘干，B料中Mg、Ce、La、Er以颗粒的形式与其他原料混合，然后将A料和B料按重量比2.5:1进行配料。

上述含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂的使用方法，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2.5g/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1g/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。

使用上述含铈镧铒的铝合金无钠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

一种含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂，包括A料和B料，其中，A料包括以下重量份的原料：KCl50份，K₂CO₃20份，CaCl₂10份，AlF₃35份，氟铝酸钾12份，大理石粉12份，轻质碳酸钙10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：Mg50份，Ce 15份，La15份，Er12份；A料中各原料分别粉碎，机械混合后用滚筒烘干，B料中Mg、Ce、La、Er以颗粒的形式与其他原料混合，然后将A料和B料按重量比3:1进行配料。

上述含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂的使用方法，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0.5g/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0.167g/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。

使用上述含铈镧铒的铝合金无钠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

一种含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂，包括A料和B料，其中，A料包括以下重量份的原料：KCl60份，K₂CO₃25份，CaCl₂15份，AlF₃30份，氟铝酸钾10份，大理石粉10份，轻质碳酸钙5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：Mg60份，Ce 10份，La10份，Er8份；A料中各原料分别粉碎，机械混合后用滚筒烘干，B料中Mg、Ce、La、Er以颗粒的形式与其他原料混合，然后将A料和B料按重量比2:1进行配料。

上述含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂的使用方法，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3g/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1.5g/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。

使用上述含铈镧铒的铝合金无钠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。

Claims (1)

1.一种含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂，其特征在于，包括A料和B料，其中，A料包括以下重量份的原料：KCl55份，K₂CO₃22份，CaCl₂12份，AlF₃33份，氟铝酸钾11份，大理石粉12份，轻质碳酸钙8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：Mg55份，Ce12份，La12份，Er10份， A料中各原料分别粉碎，机械混合后用滚筒烘干，B料中Mg、Ce、La、Er以颗粒的形式与其他原料混合，然后将A料和B料按重量比2.5:1进行配料；

上述含铈镧铒的铝合金无钠精炼剂的使用方法，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2.5g/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1g/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。