CN106216640A - 一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂及其制备方法 - Google Patents

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李昀昊
王佳璇
孙佳琪
张荆硕
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陈睿
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Abstract

一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂及其制备方法。本发明涉及一种用于高镁铝合金熔铸的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铬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问题。本发明的铬添加剂由铬粉和助熔剂组成。方法：将铬粉和助熔剂混合均匀，然后在液压强度为6MPa～7MPa的油压机压制成圆饼状，得到铬添加剂。本发明产品熔化温度低，在730℃即可完全熔化，熔化速度快，比现有常规铬添加剂熔化速度快50％以上，产品实收率高，将铬添加剂投入730℃以上高镁铝合金液中，3～5分钟内铬添加剂迅速熔化并被铝液吸收，20分钟铬元素实收率达90％以上。

Description

一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂及其制备方法。
背景技术
铝镁合金是一种在铝合金中加入金属镁的合金，在铝合金编号中获编5xxx的号码序列。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。铝镁合金的优点在于它有跟钢一样的强度和硬度，但重量却比钢轻得多，跟塑胶很接近。因其质量轻，具有良好热传导能力，使其在交通运输、航空工业和航天工业上具有巨大的应用前景。
铝镁合金的冶炼是指向熔融铝水中加入金属镁，但伴随镁元素的加入，铝合金液的流动性变差，增大了其他金属元素如锰、铬、硅等熔入铝液的难度，导致合金成分难控制，故一般熔铸5xxx合金时选择最后添加金属镁。
然而，目前国内多数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。此时铝合金液流动性已明显变差，常规铬添加剂已无法达到向铝液中添加足够铬元素的目的，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铬添加剂具有较高的现实意义。
发明内容
本发明是要解决高镁铝合金熔炼时常规铬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问题，而一种用于高镁铝合金熔铸的铬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铬添加剂按质量份数由60～70份铬粉和30～40份助熔剂组成。
本发明的一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂的制备方法按以下步骤进行：
一、按质量份数称取60～70份铬粉和30～40份助熔剂；
二、将步骤一称取的60～70份铬粉和30～40份助熔剂混合均匀，然后在液压强度为6MPa～7MPa的条件下压制成圆饼状，得到铬添加剂。
本发明优点：本发明的高镁铝合金熔铸用铬添加剂不仅能代替铝铬中间合金用于熔制高镁铝合金，而且具有制造方法简单、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。
本发明的高镁铝合金熔铸用铬添加剂与现有产品相比，具有以下优点：
(1)熔化温度低，在730℃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，比目前采用的常规铬添加剂熔化速度快50％以上；
(3)产品实收率高，将本发明的高镁铝合金熔铸用铬添加剂投入730℃以上镁铝合金液中，3～5分钟内添加剂可迅速熔化并被铝液吸收，20分钟铬元素实收率可达90％以上；
(4)容易获得成份均匀而精准的铝合金。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂按质量份数由60～70份铬粉和30～40份助熔剂组成。
本实施方式中所述的助熔剂为常规铬添加剂助熔剂。
本实施方式的高镁铝合金熔铸用铬添加剂不仅能代替铝铬中间合金用于熔制高镁铝合金，而且具有制造方法较为简单、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。
本实施方式的高镁铝合金熔铸用铬添加剂与现有产品相比，具有以下优点：
(1)熔化温度低，在730℃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，比目前采用的常规铬添加剂熔化速度快50％以上；
(3)产品实收率高，将添加剂投入730℃以上镁铝合金液中，3-5分钟内添加剂可迅速熔化并被铝液吸收，20分钟铬元素实收率可达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：所述的铬粉中铬元素的质量百分含量不小于95％。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：所述的铬粉中铬元素的质量分数为95.7％。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：所述的铬粉的平均粒度为150μm～250μm。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150μm～2800μm。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铬添加剂的制备方法按以下步骤进行：
一、按质量份数称取60～70份铬粉和30～40份助熔剂；
二、将步骤一称取的60～70份铬粉和30～40份助熔剂混合均匀，然后在液压强度为6MPa～7MPa的条件下压制成圆饼状，得到铬添加剂。
本实施方式中所述的助熔剂为常规铬添加剂助熔剂。
本实施方式的镁铝合金铬添加剂不仅能代替铝铬中间合金用于熔制高镁铝合金，而且具有制造方法较为简单、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。
本实施方式的高镁铝合金熔铸用铬添加剂与现有产品相比，具有以下优点：
(1)熔化温度低，在730℃即可完全熔化，可减少烧损、降低汽泡率、减少枝晶偏析晶和显微裂纹等；
(2)熔化速度快，比目前采用的常规锰添加剂熔化速度快50％以上；
(3)产品实收率高，将添加剂投入730℃以上镁铝合金液中，3-5分钟内添加剂可迅速熔化并被铝液吸收，20分钟铬元素实收率可达90％以上；
(4)容易获得成份均匀而精准的铝合金。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是：步骤一中所述的铬粉中铬元素的质量分数不小于95％。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：步骤一中所述的铬粉中铬元素的质量分数为95.7％。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：步骤一中所述的铬粉的平均粒度为150μm～250μm。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：步骤一中所述的助熔剂的平均粒度为150μm～2800μm。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：步骤二中在液压强度为6.5MPa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：将步骤二得到的铬添加剂投入温度为730℃以上的镁铝合金液中，3～5分钟内铬添加剂全部熔化并被铝液吸收，20分钟铬元素实收率为90％以上。其他步骤及参数与具体实施方式六至十一之一相同。
采用以下实施例验证本发明效果：
实施例一：本实施例的一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂的制备方法按以下步骤进行：
一、按质量份数称取75份铬粉和25份助熔剂；
二、将步骤一称取的75份铬粉和25份助熔剂混合均匀，然后在液压强度为6.5MPa的条件下压制成圆饼状，得到铬添加剂。
所述的铬粉中铬元素的质量分数为95.7％。
所述的铬粉的平均粒度为180μm。
所述的助熔剂为四氟铝酸钾，平均粒度为830μm。
实施例二：本实施例的一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂的制备方法按以下步骤进行：
一、按质量份数称取60份铬粉和40份助熔剂；
二、将步骤一称取的60份铬粉和40份助熔剂混合均匀，然后在液压强度为6.5MPa的条件下压制成圆饼状，得到铬添加剂。
步骤一中所述的铬粉中铬元素的质量分数为95.7％。
步骤一中所述的铬粉的平均粒度为180μm。
步骤一中所述的助熔剂为四氟铝酸钾。
步骤一中所述的助熔剂的平均粒度为500μm。
对实施例一得到的铬添加剂与现有铬添加剂在镁质量含量为3％的环境下进行熔化速度比较试验，过程如下：
将250g实施例一得到的铬添加剂与250g现有铬添加剂分别投入到20.5公斤温度为730℃的铝水中，观察并记录其熔化速度，得到如表1所示的实施例一得到的铬添加剂与现有铬添加剂熔化速度对比数据，从表1可以看出，3.5min内实施例一得到的铬添加剂可全部熔化。
表1实施例一得到的铬添加剂与现有铬添加剂熔化速度对比数据
对实施例一得到的铬添加剂与现有铬添加剂在镁质量含量为1.5％环境下熔化速度比较试验，过程如下：
将500g实施例一得到的铬添加剂与500g现有铬添加剂投入到21.6公斤温度为737℃的铝水中，观察并记录其熔化速度，得到如表2所示的实施例一得到的铬添加剂与现有铬添加剂熔化速度对比数据，从表2可以看出，5min内实施例一得到的铬添加剂可全部熔化。
表2实施例一得到的铬添加剂与现有铬添加剂熔化速度对比数据
实施例一得到的铬添加剂实收率检测试验，检测两次，试验参数及结果见表3和表4。
表3实施例一得到的铬添加剂第一次实收率检测结果
表4实施例一得到的铬添加剂第二次实收率检测结果

Claims (10)

1.一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂，其特征在于用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂按质量份数由60～70份铬粉和30～40份助熔剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂，其特征在于所述的铬粉中铬元素的质量百分含量不小于95％。
3.根据权利要求1所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂，其特征在于所述的铬粉中铬元素的质量分数为95.7％。
4.根据权利要求1所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂，其特征在于所述的铬粉的平均粒度为150μm～250μm。
5.根据权利要求1所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂，其特征在于所述的助熔剂的平均粒度为150μm～2800μm。
6.如权利要求1所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂的制备方法，其特征在于用于高镁铝合金熔铸用铬添加剂的制备方法按以下步骤进行：
一、按质量份数称取60～70份铬粉和30～40份助熔剂；
二、将步骤一称取的60～70份铬粉和30～40份助熔剂混合均匀，然后在液压强度为6MPa～7MPa的条件下压制成圆饼状，得到铬添加剂。
7.根据权利要求6所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂的制备方法，其特征在于步骤一中所述的铬粉中铬元素的质量分数不小于95％。
8.根据权利要求6所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂的制备方法，其特征在于步骤一中所述的铬粉的平均粒度为150μm～250μm。
9.根据权利要求6所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂的制备方法，其特征在于步骤一中所述的助熔剂的平均粒度为150μm～2800μm。
10.根据权利要求6所述的一种用于高镁铝合金熔铸的铬添加剂的制备方法，其特征在于将步骤二得到的铬添加剂投入温度为730℃以上的镁铝合金液中，3～5分钟内铬添加剂全部熔化并被铝液吸收，20分钟铬元素实收率为90％以上。
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