CN108149082B - 一种Al-Mo中间合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种Al‑Mo中间合金及其制备方法，属于冶金技术领域。一种Al‑Mo中间合金，所述中间合金按质量百分比由下述组分组成：1～10％Mo和余量Al，所述中间合金按下方法制得：将纯钼块加入到熔化的铝液中，在760℃～1100℃下保温至少0.5h并搅拌后浇注成铸锭，既得。本发明所述方法能够有效的减少金属的烧损，提高Mo元素收得率，制备出成分均匀，初生含Mo相颗粒细小的Al‑Mo中间合金。

Description

一种Al-Mo中间合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种Al-Mo中间合金及其制备方法，属于冶金技术领域。
背景技术
Mo元素在铝中溶解度低，扩散系数小，且在高温下能和铝生成多种不同的金属间化合物，其作为主要添加元素已经被应用于粉末冶金法制备的耐热铝合金中，并获得了较好的综合性能。向铝、镁合金中添加Zr、Sc、稀土等微量元素已成为当前新型合金开发的热点，而微量Mo元素对铝合金的性能影响的相关研究还未广泛展开。与Zr、Sc等元素相似，单质Mo元素在铝合金熔炼过程中的溶解扩散速度有限，以单质的形式添加既无法保证有效收得率，还增加了熔炼难度，需要将其合金化、并以中间合金的形式加入。作为向铝合金中添加Mo元素的有效载体，Al-Mo中间合金具有重要的潜在应用价值。
目前关于Al-Zr、Al-Sc中间合金制备方法已有了多个相关专利，但尚无与Al-Mo中间合金及制备方法的相关专利。本发明主要涉及一种Al-Mo中间合金的制备方法，利用该方法生产Al-Mo中间合金，可以满足向铝熔体中添加Mo元素的需求。
发明内容
针对Al-Mo中间合金在铝、镁合金中的潜在应用价值以及现有制备技术的不足，本发明提供一种Al-Mo中间合金及其制备方法。
一种Al-Mo中间合金，所述中间合金按质量百分比由下述组分组成：1～10％Mo和余量Al，
所述中间合金按下方法制得：将纯钼块加入到熔化的铝液中，在760℃～1100℃下保温至少0.5h并搅拌后浇注成铸锭，既得。
上述技术方案中，所述铝液是将工业纯铝在中频感应炉中加热至760℃～780℃熔化所得。
上述技术方案中，所述的浇注是在800℃～1000℃将保温所得熔体浇注至铸铁模或铜模中，得Al-Mo中间合金铸锭。
上述技术方案中，优选将纯钼块加入到熔化的铝液中，在760℃～1100℃下保温0.5～2小时，且每隔5～10分钟对熔体进行搅拌，直至浇注。
上述技术方案中，优选将纯钼块分3～5批依次加入到熔化的铝液中。
上述技术方案中，优选所述钼块粒径小于15mm。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种Al-Mo中间合金及其制备方法，该方法操作简单，可控性强，通过控制熔炼过程中的熔炼温度，保温时间控制，并结合充分搅拌实现Mo块在铝溶体中的完全溶解，再通过控制浇注温度和凝固速度控制中间合金内初生相形貌以及元素偏析程度。该方法能够有效的减少金属的烧损，提高Mo元素收得率，制备出成分均匀，初生含Mo相颗粒细小的Al-Mo中间合金。
附图说明
图1是Al-1wt.％Mo中间合金的宏观组织图；
图2是Al-1wt.％Mo中间合金的金相组织图；
图3是Al-1wt.％Mo中间合金的XRD分析示意图；
图4是Al-3wt.％Mo中间合金的宏观组织图；
图5是Al-3wt.％Mo中间合金的金相组织图；
图6是Al-3wt.％Mo中间合金的XRD分析示意图；
图7是Al-5wt.％Mo中间合金的宏观组织图；
图8是Al-5wt.％Mo中间合金的金相组织图；
图9是Al-5wt.％Mo中间合金的XRD分析示意图。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1Al-1wt.％Mo合金制备方法
(1)配制Al-1wt.％Mo中间合金原料
将99.7％的工业纯铝锯成块状，按照Al-1wt.％Mo中间合金所需要的纯度为99.9％的钼的质量，将纯钼敲碎成粒径小于15mm的碎块状待用；
(2)熔炼Al-1wt.％Mo中间合金
将步骤(1)中的铝块放置在中频感应炉中升温加热至750℃-760℃待铝块熔化，再次升高温度至800℃，期间将准备好的碎钼块分3批依次置入熔液中，在800℃保温，保温过程中每隔5分钟用石墨棒对熔体进行充分搅拌，保温0.5小时后钼块完全溶解；
(3)浇注Al-1wt.％Mo中间合金
在中频感应炉中进行捞渣后，在800℃将熔液搅拌均匀后浇注到铸铁模或者铜模中快速冷却，得到Al-1wt.％Mo中间合金。
按照上述配比及工艺制备的Al-1wt.％Mo中间合金其宏观组织示意图如图1所示，可见中间合金组织细小且分布均匀；我们通过电解抛光后利用金相显微镜观察其相的形貌(图2)并结合XRD进行物相分析(图3)可知得到的Al-Mo中间合金中主要含有的是长条状的Al5Mo相。
实施例2Al-3wt.％Mo合金制备方法
(1)配制Al-3wt.％Mo中间合金原料
将99.7％的工业纯铝锯成块状，按照Al-3wt.％Mo中间合金所需要的纯度为99.9％的钼的质量，将纯钼敲碎成粒径小于10mm的碎块状待用；
(2)熔炼Al-3wt.％Mo中间合金
将步骤(1)中的铝块放置在中频感应炉中升温加热至750℃-760℃待铝块熔化，再次升高温度至900℃，期间将准备好的碎钼块分4批依次置入熔液中，在900℃保温，保温过程中每隔5分钟用石墨棒对熔体进行充分搅拌，保温1小时后钼块完全溶解；
(3)浇注Al-3wt.％Mo中间合金
在中频感应炉中进行捞渣后，在900℃将熔液搅拌均匀后浇注到铸铁模或者铜模中快速冷却，得到Al-3wt.％Mo中间合金。
按照上述配比及工艺制备的Al-3wt.％Mo中间合金其宏观组织示意图如图4所示，可见中间合金组织细小且分布均匀；我们通过电解抛光后利用金相显微镜观察其相的形貌(图5)并结合XRD进行物相分析(图6)可知得到的Al-Mo中间合金中主要含有的是长条状的Al5Mo相。
实施例3Al-5wt.％Mo合金制备方法
(1)配制Al-5wt.％Mo中间合金原料
将99.7％的工业纯铝锯成块状，按照Al-5wt.％Mo中间合金所需要的纯度为99.9％的钼的质量，将纯钼敲碎成粒径小于7mm的碎块状待用；
(2)熔炼Al-5wt.％Mo中间合金
将步骤(1)中的铝块放置在中频感应炉中升温加热至750℃-760℃待铝块熔化，再次升高温度至950℃，期间将准备好的碎钼块分5批依次置入熔液中，在950℃保温，保温过程中每隔5分钟用石墨棒对熔体进行充分搅拌，保温1小时后钼块完全溶解；
(3)浇注Al-5wt.％Mo中间合金
在中频感应炉中进行捞渣后，在950℃将熔液搅拌均匀后浇注到铸铁模或者铜模中快速冷却，得到Al-5wt.％Mo中间合金。
按照上述配比及工艺制备的Al-5wt.％Mo中间合金其宏观组织示意图如图7所示，可见中间合金组织细小且分布均匀；我们通过电解抛光后利用金相显微镜观察其相的形貌(图8)并结合XRD进行物相分析(图9)可知得到的Al-Mo中间合金中主要含有的是长条状的Al5Mo相。
实施例4Al-8wt.％Mo合金制备方法
(1)配制Al-8wt.％Mo中间合金原料
将99.7％的工业纯铝锯成块状，按照Al-8wt.％Mo中间合金所需要的纯度为99.9％的钼的质量，将纯钼敲碎成粒径小于10mm的碎块状待用；
(2)熔炼Al-8wt.％Mo中间合金
将步骤(1)中的铝块放置在中频感应炉中升温加热至750℃-760℃待铝块熔化，再次升高温度至1000℃，期间将准备好的碎钼块分5批依次置入熔液中，在1000℃保温，保温过程中每隔5分钟用石墨棒对熔体进行充分搅拌，保温1.5小时后钼块完全溶解；
(3)浇注Al-8wt.％Mo中间合金
在中频感应炉中进行捞渣后，在1000℃将熔液搅拌均匀后浇注到铸铁模或者铜模中快速冷却，得到Al-8wt.％Mo中间合金。
实施例5Al-10wt.％Mo合金制备方法
(1)配制Al-10wt.％Mo中间合金原料
将99.7％的工业纯铝锯成块状，按照Al-10wt.％Mo中间合金所需要的纯度为99.9％的钼的质量，将纯钼敲碎成粒径小于15mm的碎块状待用；
(2)熔炼Al-10wt.％Mo中间合金
将步骤(1)中的铝块放置在中频感应炉中升温加热至750℃-760℃待铝块熔化，再次升高温度至1100℃，期间将准备好的碎钼块分5批依次置入熔液中，在1100℃保温，保温过程中每隔5分钟用石墨棒对熔体进行充分搅拌，保温2小时后钼块完全溶解；
(3)浇注Al-10wt.％Mo中间合金
在中频感应炉中进行捞渣后，在1000℃将熔液搅拌均匀后浇注到铸铁模或者铜模中快速冷却，得到Al-10wt.％Mo中间合金。

Claims (1)

1.一种Al-Mo中间合金，其特征在于：所述中间合金按质量百分比由下述组分组成：1~10% Mo和余量Al，
所述中间合金按下方法制得：将粒径小于15mm的纯钼块分3~5批依次加入到熔化的铝液中，在760℃~1100℃下保温0.5~2小时，且每隔5~10分钟对熔体进行搅拌直至使钼块完全溶解，在800℃~1000℃将保温所得熔体浇注至铸铁模或铜模中，得到Al-Mo中间合金铸锭，其中，所述铝液是将工业纯铝在中频感应炉中加热至760℃~780℃熔化所得。
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