CN105925827A - 一种变形铝合金变质细化的方法 - Google Patents

一种变形铝合金变质细化的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105925827A
CN105925827A CN201610534091.6A CN201610534091A CN105925827A CN 105925827 A CN105925827 A CN 105925827A CN 201610534091 A CN201610534091 A CN 201610534091A CN 105925827 A CN105925827 A CN 105925827A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminium alloy
refining
modifying
alloy
tio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610534091.6A
Other languages
English (en)
Inventor
梁小燕
曾太洋
朱丽萍
何晓东
李拓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SICHUAN LANGFENG ELECTRONIC MATERIAL Co Ltd
Original Assignee
SICHUAN LANGFENG ELECTRONIC MATERIAL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SICHUAN LANGFENG ELECTRONIC MATERIAL Co Ltd filed Critical SICHUAN LANGFENG ELECTRONIC MATERIAL Co Ltd
Priority to CN201610534091.6A priority Critical patent/CN105925827A/zh
Publication of CN105925827A publication Critical patent/CN105925827A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium

Abstract

一种变形铝合金变质细化的方法，属于化工冶金领域。包括熔炼、精炼、变质、细化、除气、过滤除渣步骤，其中熔炼步骤中还包括脱氧步骤。本发明的细化效果稳定，不易衰退并且本发明解决了铝合金割裂、力学性能差的问题，抗拉强度为260MPa～270MPa；本发明使用脱氧剂，是铝合金在熔融的状态时隔绝了氧气对铝合金熔融液的氧化，增加了铝合金的物理性能；使用精炼剂可以去除铝合金中所含的氧化物，并保护金属溶液不被二次氧化。本发明中使用的是稀土变质剂，稀土变质剂可使针片状的共晶硅细化成短杆状或颗粒状，还可以作为外来的结晶晶核，使合金组织细化，且变质剂具有长效性且无污染。

Description

一种变形铝合金变质细化的方法
技术领域
本发明涉及化工冶金领域，具体而言，涉及一种变形铝合金变质细化的方法。
背景技术
在现有技术中，铝合金铸造的过程中，根据铸锭的凝固特点，往往在铸锭次表层向内形成粗大的枝晶组织，剩余的低熔点液相往往吸附在枝晶组织之间，形成枝晶偏析，造成铸锭的组织、成分均不均匀的现象，对铸锭的性能造成极大影响。一方面，由于铝合金铸锭组织成分的不均匀，使得铸锭浇铸过程中承受的应力水平下降，铸锭或铸件冷却过程中热应力使得铸锭或铸件发生变形、开裂，造成严重生产事故；另一方面，即便铸锭成型，在下一步的深加工过程中，使得铸锭加工困难，废品率上升。所以控制铸锭或铸件微观组织，改善铝合金中的成份偏析有着重大的意义。
现阶段改善金属组织偏析的方法大体分为改进铸造操作工艺、化学方法、物理方法等种方法。铸造阶段的熔体搅拌、熔体静置时间、浇注温度、浇注速度等工艺均会影响到铸件的偏析程度，但是随着材料科学的进步，此种仅在操作工艺上的改进已不能满足高效率产业化和高质量铝合金的要求；物理方法主要集中在对合金熔体施加磁场、超声波、振动等外加场强，促使合金内部溶质元素发生再分配的现象，从而改善偏析，此种方法近年来已得到广泛关注，但是在实际应用中由于这些工艺对设备条件要求、能量耗费极高，亦带来了高额的成本问题。使用脉冲电流改善铝合金组织技术属于物理方法范畴，最早于上世纪80年代才开始被首次提出，并得出此种技术可以细化组织的结论，但其效果并不太明显。化学方法即在铝合金熔炼过程中添加化学元素，通过变质处理的方法来控制偏析现象，而通过添加晶粒细化剂是最简便有效的途径，因此被广泛应用。晶粒细化剂包括K2TiF6、KBF4、Al-Ti、Al-Ti-B和Al-Ti-C等。K2TiF6、KBF4等盐类变质细化剂产生的细化效果不均匀，容易产生衰退，反应参数难以控制，Ti和B元素的收得率低，而且制备时容易产生有害气体，对环境和设备都不利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变形铝合金变质细化的方法，可解决传统变质方法中变质细化效果不稳定、易衰退，铝合金铸态组织为粗大的α-Al枝晶和针片状共晶硅，力学性能差的问题。
本发明是这样实现的：
一种变形铝合金变质细化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)熔炼变形铝合金料，并在熔炼8～10min后加入复合脱氧剂；
(2)在变形铝合金料达到680℃～730℃时，加入精炼剂，然后在温度为680℃～730℃下保温10min～20min，得到铝合金溶液；
(3)分别利用变质剂、细化剂对所属铝合金溶液依次进行变质处理和细化处理；
(4)对细化后的铝合金溶液进行除气、除渣。
上述方案的有益效果：本发明的细化效果稳定，不易衰退并且本发明解决了铝合金割裂、力学性能差的问题，抗拉强度为260MPa～270MPa；本发明使用脱氧剂，是铝合金在熔融的状态时隔绝了氧气对铝合金熔融液的氧化，增加了铝合金的物理性能；使用精炼剂可以去除铝合金中所含的氧化物，并保护金属溶液不被二次氧化。本发明中使用的是稀土变质剂，稀土变质剂可使针片状的共晶硅细化成短杆状或颗粒状，还可以作为外来的结晶晶核，使合金组织细化，且变质剂具有长效性且无污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是未经变质细化处理的铝合金金相组织照片；
图2是实施例三经过变质细化处理后的变形铝合金的金相组织照片。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下针对本发明实施例的变形铝合金变质细化的方法进行具体说明：
一种变形铝合金变质细化的方法，包括以下步骤：
(1)熔炼，将铸造铝合金料放入熔炼炉内进行熔炼，并在熔炼过程中加入非金属复合脱氧剂，在加入10min后，扒除溶液上方的浮渣，得到脱氧后的铝合金溶液；其中非金属复合脱氧剂包括25wt％～40wt％的SiC，60wt％～75wt％的CaC2。
(2)精炼，在变形铝合金料达到680℃～730℃时，在融化室内通过氮气旋转吹入Ca-Al-Si-Li-Fe精炼剂，然后在温度为680℃～730℃下保温10min～20min，除去铝合金溶液中的气体与非金属杂质，其中精炼剂与铝合金的质量比为0.05～0.08：1。
Ca-Al-Si-Li-Fe精炼剂，可更好地去除合金中所含氧化物或硫化物，并保护合金溶液不会被二次氧化，降低合金中的含氧率。与复合脱氧剂不同的是，复合脱氧剂是在熔炼过程中使用的用于去除气体与非金属杂质的添加剂，两者起到的作用都是防止合金溶液不会被二次氧化，但是因为使用的时间不同，方式不同则产生的效果也不同。
单一使用任意一种的效果明显要低于两者同时使用的效果。
(3)变质，在调质室内加入由Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金组成变质剂，对铝合金溶液进行变质处理，变质处理的方法为：先加入Al-5Ti-B中间合金，再加入Al-10RE中间合金。
其中Al-5Ti-B中间合金的质量与变形铝合金料的质量比为0.0015～1.2:1，所述Al-5Ti-B中间合金加入温度为680℃～780℃的铝合金溶液中，并在680℃～780℃条件下保温5min-20min，得到第一变质料。
向第一变质料中加入得到加入Al-10RE中间合金，其中Al-10RE中间合金的质量与变形铝合金料的质量比为0.0015～1.2:1，Al-10RE中间合金加入温度为690℃～790℃的第一变质料中，并在温度为690℃～790℃条件下保温5min～30min。
本实施方式使用稀土元素作为变质剂，具有长效性、重熔稳定性，适用于亚共晶、共晶和过共晶铝合金的变质处理。
(4)细化，在变质处理后的铝合金溶液中加入由粒度为40-50μm的Al粉、粒度为20-40μm的TiO2粉和粒度为30-95μm的C粉组成的Al-TiO2-C晶粒细化剂，进行细化处理，其中C的物质的量与TiO2的物质的量比为1:25～1:20；TiO2粉的加入量为Al-TiO2-C晶粒细化剂总质量的8％-12％；其中细化剂的加入量为变形铝合金料的质量的0.2％～0.5％。
Al-Ti-C细化剂是优良的铝合金用晶粒细化剂，而本实施方式中的Al-Ti-C细化剂是经过改良后的细化剂。本细化剂的原材料价格低廉，来源广泛；其细化剂组织稳定、细化效果好，细化晶核的尺寸小于2μm，并且可以与变质剂同时使用，不影响变质的效果。
(5)除气，对细化后的铝合金溶液进行吹氮除气处理，氮气的流量为1.5～3m3/h，喷气压力为0.25～0.35MPa。
(6)过滤除渣，在铝合金溶液中加入除渣剂进行除渣，其中除渣剂为冶炼行业常用普通除渣剂即可，并在调质室与使用室之间设置有过滤装置，使流向使用室的铝合金溶液得到净化。
本发明得到的最终产物为经过变质细化后的铝合金溶液，本领域技术人员可以通过浇注等成型手段加工成铝锭、铝板或铝片等。
本发明中涉及到的设备主要为熔炼炉、融化室、调质室、使用室，其中熔炼炉主要是进行铝合金料的熔炼工作，熔炼炉将铝合金料融化成液体并通过中间包将铝合金料转移至融化室，并在融化室进行精炼，除去气体与非金属杂质。在融化室精炼完成之后，铝合金溶液进入调质室，在调质室中进行变质处理和细化处理，经过细化后的铝合金溶液在调质室中通过氮气进行除气处理。除气处理完成后的铝合金溶液流入使用室，使用室中的铝合金溶液即为本发明的最终产品。在使用室与调质室之间设置有过滤装置，目的是使流向使用室的铝合金溶液得到净化，去除铝合金溶液中还残留的或是新增的杂质。
本发明中使用的设备都为常规设备，本领域技术人员在不用说明的情况下都能够直接清楚的得到其结构特征与使用方法，不属于本发明必须披露的技术特征。
以下结合实施例对本发明的变形铝合金变质细化的方法作进一步的详细描述。
实施例一
一种变形铝合金变质细化的方法，包括以下步骤：
(1)熔炼，将铸造铝合金料放入熔炼炉内进行熔炼，并在熔炼过程中加入重量份为25％的SiC，重量份为75％的CaC2的复合脱氧剂，在加入10min后，扒除溶液上方的浮渣，得到脱氧后的铝合金溶液；
(2)精炼，在炉内温度达到680℃时，在融化室内通过氮气旋转吹入Ca-Al-Si-Li-Fe精炼剂，然后在温度为680℃下保温10min，除去铝合金溶液中的气体与非金属杂质，其中精炼剂与铝合金的质量比为0.05：1；
(3)变质，在调质室内加入由Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金组成变质剂，对铝合金溶液进行变质处理，变质处理的方法是：加入顺序为先加入Al-5Ti-B金再加入Al-10RE。
Al-5Ti-B中间合金在温度为680℃的条件下向精炼后的铝合金溶液中加入，并在680℃条件下保温5min，得到加入Al-5Ti-B中间合金的铝合金，为第一变质料。其中Al-5Ti-B中间合金的质量与变形铝合金料的质量比为0.0015：1；其中Al-5Ti-B中间合金中的Ti的质量百分比为0.005％％，B的质量百分比为0.001％。
向第一变质料中加入Al-10RE中间合金，并在温度为690℃条件下保温5min，得到加入Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金的铝合金，加入的Al-10RE中间合金的质量铝合金料的质量比为0.0015:1；其中，Al-10RE中间合金中的RE的质量百分比为0.15％。
(4)细化，在变质处理后的铝合金溶液中加入由粒度为40μm的Al粉、粒度为20μm的TiO2粉和粒度为30μm的C粉组成的Al-TiO2-C晶粒细化剂，进行细化处理，其中C的物质的量与TiO2的物质的量比为1:25；TiO2粉的加入量为Al-TiO2-C晶粒细化剂总重量的8％；其中细化剂的加入量为变形铝合金料的重量的0.2％。
(5)除气，对细化后的铝合金溶液进行吹氮除气处理，氮气的流量为1.5M3/h，喷气压力为0.25MPa。
(6)过滤除渣，在铝合金溶液中加入除渣剂进行除渣，其中除渣剂为冶炼行业普通常用除渣剂即可，并在调质室与使用室之间设置有过滤装置，使流向使用室的铝合金溶液得到净化。
即得变质细化后的铝合金溶液。将得到的铝合金溶液浇注成铝合金板，并进行拉伸试验。
以6061铝合金为例，在相同条件下，将变质细化后的6061铝合金板与未变质细化6061铝合金板通过拉伸试验进行对比，其中变质细化铝合金与为变质细化铝合金的形状、尺寸都相同。测得变质细化6061铝合金板的抗拉强度为263MPa，未变质细化铝合金板的抗拉强度为255MPa。进过变质处理的铝合金的抗拉强度提高了3％。
实施例二
一种变形铝合金变质细化的方法，包括以下步骤：
(1)熔炼，将铸造铝合金料放入熔炼炉内进行熔炼，并在熔炼过程中加入重量份为30％的SiC，重量份为70％的CaC2复合脱氧剂。在加入10min后，扒除溶液上方的浮渣，得到脱氧后的铝合金溶液。
(2)精炼，在炉内温度达到700℃时，在融化室内通过氮气旋转吹入Ca-Al-Si-Li-Fe精炼剂，然后在温度为700℃下保温15min，除去铝合金溶液中的气体与非金属杂质，其中精炼剂与铝合金的质量比为0.07：1。
(3)变质，在调质室内加入由Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金组成变质剂，对铝合金溶液进行变质处理。变质处理的方法是：加入顺序为先加入Al-5Ti-B金再加入Al-10RE。
其中Al-5Ti-B中间合金在温度为720℃的条件下向精炼后的铝合金溶液中加入，并在720℃条件下保温12min得到加入Al-5Ti-B中间合金的铝合金，为第一变质料。其中Al-5Ti-B中间合金的质量与变质铝合金料的质量比为0.54：1；其中Al-5Ti-B中间合金中的Ti的质量百分比为0.02％，Al-5Ti-B中间合金中B的质量百分比为0.007％。
向第一变质料中加入Al-10RE中间合金，并在温度为730℃条件下保温20min，得到加入Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金的铝合金，加入的Al-10RE中间合金的质量铝合金料的质量比为0.6：1。其中，Al-10RE中间合金中的RE的质量百分比为0.85％。
(4)细化，在变质处理后的铝合金溶液中加入由粒度为45μm的Al粉、粒度为30μm的TiO2粉和粒度为60μm的C粉组成的Al-TiO2-C晶粒细化剂，进行细化处理。其中C的物质的量与TiO2的物质的量比为1:1.2；TiO2粉的加入量为Al-TiO2-C晶粒细化剂质量的12％。其中细化剂的加入量为变形铝合金料的质量的0.3％。
(5)除气，对细化后的铝合金溶液进行吹氮除气处理，氮气的流量为2.5m3/h，喷气压力为0.3MPa。
(6)过滤除渣，在铝合金溶液中加入除渣剂进行除渣，并在调质室与使用室之间设置有过滤装置，使流向使用室的铝合金溶液得到净化。
即得变质细化后的铝合金。将得到的铝合金溶液浇注成铝合金板，并进行拉伸试验。
以6061铝合金为例，在相同条件下，将变质细化后的6061铝合金板与未变质细化6061铝合金板通过拉伸试验进行对比，其中变质细化铝合金与为变质细化铝合金的形状、尺寸都相同。测得变质细化6061铝合金的抗拉强度为266MPa，未变质细化铝合金的抗拉强度为255MPa。进过变质处理的铝合金的抗拉强度提高了3.5％。
实施例三
一种变形铝合金变质细化的方法，包括以下步骤：
(1)熔炼，将铸造铝合金料放入熔炼炉内进行熔炼，并在熔炼过程中加入重量份为40％的SiC，重量份为60％的CaC2复合脱氧剂，在加入10min后，扒除溶液上方的浮渣，得到脱氧后的铝合金溶液。
(2)精炼，在炉内温度达到730℃时，在融化室内通过氮气旋转吹入Ca-Al-Si-Li-Fe精炼剂，然后在温度为730℃下保温10min，除去铝合金溶液中的气体与非金属杂质，其中精炼剂与铝合金的质量比为0.08：1。
(3)变质，在调质室内加入由Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金组成变质剂，对铝合金溶液进行变质处理。变质处理的方法是：先加入Al-5Ti-B金再加入Al-10RE。
其中Al-5Ti-B中间合金在温度为780℃的条件下向精炼后的铝合金溶液中加入，并在780℃条件下保温20min，得到加入Al-5Ti-B中间合金的铝合金，为第一变质料。其中Al-5Ti-B中间合金的质量与变形铝合金料的质量比为1.2：1；其中Al-5Ti-B中间合金中的Ti的质量百分比为0.04％，Al-5Ti-B中间合金中B的质量百分比为0.013％。
向第一变质料中加入Al-10RE中间合金，并在温度为790℃条件下保温30min，得到加入Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金的铝合金。加入的Al-10RE中间合金的质量铝合金料的质量比为1.2:1。其中，Al-10RE中间合金中的RE的质量百分比为1.15％。
(4)细化，在变质处理后的铝合金溶液中加入由粒度为50μm的Al粉、粒度为40μm的TiO2粉和粒度为95μm的C粉组成的Al-TiO2-C晶粒细化剂，进行细化处理。其中C的物质的量与TiO2的物质的量比为1:20；TiO2粉的加入量为Al-TiO2-C晶粒细化剂质量的12％；其中细化剂的加入量为变形铝合金料的质量的0.5％。
(5)除气，对细化后的铝合金溶液进行吹氮除气处理，氮气的流量为3m3/h，喷气压力为0.35MPa。
(6)过滤除渣，在铝合金溶液中加入除渣剂进行除渣，并在调质室与使用室之间设置有过滤装置，使流向使用室的铝合金溶液得到净化。
即得变质细化后的铝合金。将得到的铝合金溶液浇注成铝合金板，并进行拉伸试验。
以6061铝合金为例，在相同条件下，将变质细化后的6061铝合金与未变质细化6061铝合金通过拉伸试验进行对比，其中变质细化铝合金与为变质细化铝合金的形状、尺寸都相同。测得变质细化6061铝合金的抗拉强度为270MPa，未变质细化铝合金的抗拉强度为255MPa。进过变质处理的铝合金的抗拉强度提高了3.9％。
实施例四
一种变形铝合金变质细化的方法，包括以下步骤：
(1)熔炼，将铸造铝合金料放入熔炼炉内进行熔炼，并在熔炼过程中加入40wt％的SiC，60wt％的CaC2的复合脱氧剂，在加入10min后，扒除溶液上方的浮渣，得到脱氧后的铝合金溶液。
(2)精炼，在炉内温度达到680℃时，在融化室内通过氮气旋转吹入Ca-Al-Si-Li-Fe精炼剂，然后在温度为680℃下保温10min，除去铝合金溶液中的气体与非金属杂质，其中精炼剂与变形铝合金料的质量比为0.08：1。
(3)变质，在调质室内加入由Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金组成变质剂，对铝合金溶液进行变质处理。变质处理的方法是：先加入Al-5Ti-B金再加入Al-10RE。
其中Al-5Ti-B中间合金在温度为680℃的条件下向精炼后的铝合金溶液中加入，并在680℃条件下保温20min，得到加入Al-5Ti-B中间合金的铝合金，为第一变质料。其中Al-5Ti-B中间合金的质量与铝合金料的质量比为1.2：1。其中Al-5Ti-B中间合金中的Ti的质量百分比为0.04％，Al-5Ti-B中间合金中B的质量百分比为0.013％。
向第一变质料中加入Al-10RE中间合金，并在温度为690℃条件下保温5min，得到加入Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金的铝合金。加入的Al-10RE中间合金的质量铝合金料的质量比为1.2:1；其中，Al-10RE中间合金中的RE的质量百分比为1.15％。
(4)细化，在变质处理后的铝合金溶液中加入由粒度为40μm的Al粉、粒度为20μm的TiO2粉和粒度为30μm的C粉组成的Al-TiO2-C晶粒细化剂，进行细化处理。其中C的物质的量与TiO2的物质的量比为1:25。TiO2粉的加入量为Al-TiO2-C晶粒细化剂质量的12％，细化剂的加入量为铝合金料的质量的0.5％。
(5)除气，对细化后的铝合金溶液进行吹氮除气处理，氮气的流量为3m3/h，喷气压力为0.35MPa。
(6)过滤除渣，在铝合金溶液中加入除渣剂进行除渣，并在调质室与使用室之间设置有过滤装置，使流向使用室的铝合金溶液得到净化。
即得变质细化后的铝合金。将得到的铝合金溶液浇注成铝合金板，并进行拉伸试验。
以6061铝合金为例，在相同条件下，将变质细化后的6061铝合金与未变质细化6061铝合金通过拉伸试验进行对比，其中变质细化铝合金与为变质细化铝合金的形状、尺寸都相同。测得变质细化6061铝合金的抗拉强度为268MPa，未变质细化铝合金的抗拉强度为255MPa。进过变质处理的铝合金的抗拉强度提高了3.7％。
实施例五
一种变形铝合金变质细化的方法，包括以下步骤：
(1)熔炼，将铸造铝合金料放入熔炼炉内进行熔炼，并在熔炼过程中加入重量份为25％的SiC，重量份为75％的CaC2的复合脱氧剂。在加入10min后，扒除溶液上方的浮渣，得到脱氧后的铝合金溶液。
(2)精炼，在炉内温度达到730℃时，在融化室内通过氮气旋转吹入Ca-Al-Si-Li-Fe精炼剂，然后在温度为730℃下保温20min。目的是为了除去铝合金溶液中的气体与非金属杂质，其中精炼剂与变形铝合金料的质量比为0.05：1。
(3)变质，在调质室内加入由Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金组成变质剂，对铝合金溶液进行变质处理。变质处理的方法是：加入顺序为先加入Al-5Ti-B金再加入Al-10RE。
Al-5Ti-B中间合金在温度为780℃的条件下向精炼后的铝合金溶液中加入，并在780℃条件下保温20min，得到加入Al-5Ti-B中间合金的铝合金，为第一变质料。其中Al-5Ti-B中间合金的质量与铝合金料的质量比为0.0015：1，其中Al-5Ti-B中间合金中的Ti的质量百分比为0.005％，Al-5Ti-B中间合金中B的质量百分比为0.001％。
向第一变质料中加入Al-10RE中间合金，并在温度为790℃条件下保温30min，得到加入Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金的铝合金。加入的Al-10RE中间合金的质量铝合金料的质量比为0.0015:1。其中，Al-10RE中间合金中的RE的质量百分比为0.15％。
(4)细化，在变质处理后的铝合金溶液中加入由粉粒度为40-50μm的Al粉、粉粒度为20-40μm的TiO2粉和粉粒度为30-95μm的C粉组成的Al-TiO2-C晶粒细化剂，进行细化处理。C的物质的量与TiO2的物质的量比为1:20。TiO2粉的加入量为Al-TiO2-C晶粒细化剂质量的8％。其中细化剂的加入量为铝合金料的质量的0.2％。
(5)除气，对细化后的铝合金溶液进行吹氮除气处理，氮气的流量为1.5m3/h，喷气压力为0.25MPa。
(6)过滤除渣，在铝合金溶液中加入除渣剂进行除渣，并在调质室与使用室之间设置有过滤装置，使流向使用室的铝合金溶液得到净化。
即得变质细化后的铝合金。将得到的铝合金溶液浇注成铝合金板，并进行拉伸试验。
以6061铝合金为例，在相同条件下，将变质细化后的6061铝合金与未变质细化6061铝合金通过拉伸试验进行对比，其中变质细化铝合金与为变质细化铝合金的形状、尺寸都相同。测得变质细化6061铝合金的抗拉强度为267MPa，未变质细化铝合金的抗拉强度为255MPa。进过变质处理的铝合金的抗拉强度提高了3.5％。
综上，由实施例一到实施例五可以看出来，实施例三得到的铝合金的抗拉伸强度变化率最高，即实施例三中的技术方案得到的铝合金的抗拉伸效果最好，并且结合附图2可以看出来，对比图1，实施例二变质处理后的α-Al枝晶得到了改善，枝晶尺寸和二次枝晶臂间距减小，细长状的共晶硅全部转变为短棒状或颗粒状，共晶硅长径比减小，均匀分布在Al晶体中。而实施例三是五个实施例中温度最高，脱氧剂、变质剂和细化剂的量最多的一组技术方案，由此可以看出，在一定的范围内，温度的提高和添加剂使用量的提高会使变质细化处理的效果更加好，也从侧面证明本发明中的技术方案解决的技术问题是突出的，实现的技术效果也是有效的。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种变形铝合金变质细化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)熔炼变形铝合金料，并在熔炼8～10min后加入复合脱氧剂；
(2)在变形铝合金料达到680℃～730℃时，加入精炼剂，然后在温度为680℃～730℃下保温10min～20min，得到铝合金溶液；
(3)分别利用变质剂、细化剂对所述铝合金溶液依次进行变质处理和细化处理；
(4)对细化后的铝合金溶液进行除气、除渣。
2.根据权利要求1所述的一种变形铝合金变质细化的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，加入复合脱氧剂10～13min后，扒除浮渣。
3.根据权利要求2所述的一种变形铝合金变质细化的方法，其特征在于，所述复合脱氧剂为非金属复合脱氧剂，包括25wt％～40wt％的SiC，60wt％～75wt％的CaC2。
4.根据权利要求1所述的一种变形铝合金变质细化的方法，其特征在于，所述精炼剂为Ca-Al-Si-Li-Fe精炼剂。
5.根据权利要求1或4所述的一种变形铝合金变质细化的方法，其特征在于，在所述步骤(2)，精炼剂与变形铝合金料的质量比为0.05～0.08:1。
6.根据权利要求1所述的一种变形铝合金变质细化的方法，其特征在于，所述变质剂为复合变质剂，由Al-5Ti-B中间合金和Al-10RE中间合金组成；所述Al-5Ti-B中间合金中的Ti的质量百分比为0.005％～0.04％、B的质量百分比为0.001％～0.013％；所述Al-10RE中间合金中的RE的质量百分比为0.15％～1.15％。
7.根据权利要求6所述的一种变形铝合金变质细化的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，变质处理的方法是：先加入Al-5Ti-B中间合金，再加入Al-10RE中间合金；
所述Al-5Ti-B中间合金的质量与变形铝合金料的质量比为0.0015～1.2:1，所述Al-5Ti-B中间合金加入温度为680℃～780℃的铝合金溶液中，并在680℃～780℃条件下保温5min-20min，得到第一变质料；
向所述第一变质料中加入得到加入Al-10RE中间合金，所述Al-10RE中间合金的质量与变形铝合金料的质量比为0.0015～1.2:1，所述Al-10RE中间合金加入温度为690℃～790℃的第一变质料中，并在温度为690℃～790℃条件下保温5min～30min。
8.根据权利要求1所述的一种变形铝合金变质细化的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述细化剂为Al-TiO2-C晶粒细化剂；所述Al-TiO2-C晶粒细化剂的加入量为变形铝合金料的质量的0.2％～0.5％，由Al粉、TiO2粉和C粉组成；所述Al粉粒度为40-50μm、TiO2粉粒度为20-40μm、C粉粒度为30-95μm。
9.根据权利要求8所述的一种变形铝合金变质细化的方法，其特征在于，所述Al-TiO2-C晶粒细化剂C的物质的量与TiO2的物质的量比为1:25～1:20；所述TiO2粉的加入量为Al-TiO2-C晶粒细化剂总质量的8％～12％。
10.根据权利要求1所述的一种变形铝合金变质细化的方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，所述除气的方法是：对细化处理后的铝合金溶液进行吹氮除气处理；所述出渣的处理方法是：添加除渣剂进行出渣处理；所述氮气的流量为1.5～3m3/h，氮气压力为0.25～0.35MPa。
CN201610534091.6A 2016-07-07 2016-07-07 一种变形铝合金变质细化的方法 Pending CN105925827A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610534091.6A CN105925827A (zh) 2016-07-07 2016-07-07 一种变形铝合金变质细化的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610534091.6A CN105925827A (zh) 2016-07-07 2016-07-07 一种变形铝合金变质细化的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105925827A true CN105925827A (zh) 2016-09-07

Family

ID=56827620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610534091.6A Pending CN105925827A (zh) 2016-07-07 2016-07-07 一种变形铝合金变质细化的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105925827A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108103363A (zh) * 2017-12-11 2018-06-01 南昌大学 一种用于亚共晶铝硅铸造合金的细化-变质剂及其制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101451177A (zh) * 2007-12-06 2009-06-10 攀钢集团攀枝花钢铁研究院 一种非金属复合炼钢脱氧剂和脱氧方法
CN102912190A (zh) * 2011-08-01 2013-02-06 江阴新仁科技有限公司 一种1070铝合金防爆箔及其加工工艺
CN103480854A (zh) * 2013-10-09 2014-01-01 四川有色金源粉冶材料有限公司 一种制备超细金属粉末的方法
CN103643088A (zh) * 2013-11-29 2014-03-19 哈尔滨工业大学 一种adc12铝合金的变质剂及其变质方法
CN103773999A (zh) * 2014-01-09 2014-05-07 马鞍山市恒毅机械制造有限公司 一种轮毂用稀土增强型铝合金材料及其制备方法
CN105002389A (zh) * 2015-07-22 2015-10-28 内蒙古工业大学 Al-TiO2-C晶粒细化剂及其制备方法及工业纯铝细化方法
CN105369045A (zh) * 2015-10-21 2016-03-02 广西平果铝合金精密铸件有限公司 一种含稀土的铝合金无钠精炼剂

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101451177A (zh) * 2007-12-06 2009-06-10 攀钢集团攀枝花钢铁研究院 一种非金属复合炼钢脱氧剂和脱氧方法
CN102912190A (zh) * 2011-08-01 2013-02-06 江阴新仁科技有限公司 一种1070铝合金防爆箔及其加工工艺
CN103480854A (zh) * 2013-10-09 2014-01-01 四川有色金源粉冶材料有限公司 一种制备超细金属粉末的方法
CN103643088A (zh) * 2013-11-29 2014-03-19 哈尔滨工业大学 一种adc12铝合金的变质剂及其变质方法
CN103773999A (zh) * 2014-01-09 2014-05-07 马鞍山市恒毅机械制造有限公司 一种轮毂用稀土增强型铝合金材料及其制备方法
CN105002389A (zh) * 2015-07-22 2015-10-28 内蒙古工业大学 Al-TiO2-C晶粒细化剂及其制备方法及工业纯铝细化方法
CN105369045A (zh) * 2015-10-21 2016-03-02 广西平果铝合金精密铸件有限公司 一种含稀土的铝合金无钠精炼剂

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108103363A (zh) * 2017-12-11 2018-06-01 南昌大学 一种用于亚共晶铝硅铸造合金的细化-变质剂及其制备方法和应用
CN108103363B (zh) * 2017-12-11 2019-10-29 南昌大学 一种用于亚共晶铝硅铸造合金的细化-变质剂及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107034397B (zh) 一种航空用铝合金扁铸锭的制造方法
CN101624671B (zh) 一种大直径7005铝合金圆铸锭及其制备方法
CN105734372B (zh) Al‑Cu系铸造铝合金材料及其制备方法
CN104959393A (zh) 一种高质量航空叶片用铝合金热挤压棒材的制造方法
CN109972003A (zh) 适于重力铸造的高延伸率耐热铝合金及其制备方法
CN104357721A (zh) 一种7050铝合金
CN108103369A (zh) 一种高锰高镁Al-Si铸造合金及其制备方法
CN103273214A (zh) 一种高强铝锌镁钪合金用焊丝及其制备方法
CN109732239A (zh) 用于制造焊丝的高镁锰铬钴铝合金及其制备方法
CN108085546A (zh) 一种2024铝合金熔炼铸造方法
CN108300884B (zh) 一种亚共晶Al-Mg2Si合金的变质及细化方法
CN104498777A (zh) 一种含稀土元素的zl205a合金的制备方法
CN102965553A (zh) 用于汽车保险杠的铝合金铸锭及其生产工艺
CN104404323A (zh) 一种7xxx铝合金的热顶铸造工艺及其铝合金
CN104404326B (zh) 一种7a85铝合金的热顶铸造工艺及7a85铝合金铸锭
CN104372216A (zh) 一种7a04铝合金的热顶铸造工艺及其铝合金
CN104404415A (zh) 一种航空用铝合金铸锭的制备工艺及铝合金铸锭
CN102965554A (zh) 硬质铝合金铸锭
CN102758096B (zh) 核电站流量限制器用镍基高温合金材料的制备方法
CN104372217B (zh) 一种7050铝合金的热顶铸造工艺及其铝合金
CN104451292A (zh) 一种7a85铝合金
CN104532028A (zh) 一种7050铝合金的热顶铸造工艺及7050铝合金铸锭
CN105925827A (zh) 一种变形铝合金变质细化的方法
CN109266886A (zh) 一种含锰铁铝合金金属间化合物相的细化方法
CN104388858A (zh) 一种7050铝合金的均匀化热处理工艺及7050铝合金铸锭

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160907