CN110592405A - 一种稀土铝合金粉末及其制备方法 - Google Patents

一种稀土铝合金粉末及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种稀土铝合金粉末及其制备方法，涉及铝合金技术领域。制备得到的稀土铝合金粉末含有重量百分比为0.20～0.35％的铜，0.12～0.20％的稀土元素，0.3～0.45％的铁，0.23～0.27％的镁，0.25～0.32％的锌，0.2～0.30％的硅，余量为铝以及不可避免的杂质。所述稀土铝合金由原料经过熔炼和雾化工艺制成。本发明中制备的稀土铝合金粉末在用于制备型材时，可以改善拉制、绞制过程中应力作用对型材结构的不利影响，增加型材的强度和延伸率，提高抗腐蚀能力。

Description

一种稀土铝合金粉末及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种稀土铝合金粉末及其制备方法。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。
但是目前生产的铝合金型材，耐腐蚀性能不佳，使用一段时间后，多数会出现锈蚀现象，影响美观，而且使用寿命相对较短，因此，开发耐腐蚀的铝合金是其应用发展的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稀土铝合金粉末及其制备方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
本发明一方面提供了一种制备稀土铝合金粉末的方法，包括如下步骤：
1)向熔炼炉中加入80～91重量份的铝、0.2～1.25重量份的铁镁锌铝合金、0.5～4重量份的铜铝合金以及0.8～2.8重量份的稀土铝合金，加热熔化流入保温炉，提升铝液温度750～800℃；
2)向保温炉投加0.04～0.06重量份的粉末精炼剂，精炼8～12分钟；
3)采用惰性气体雾化，得到稀土铝合金粉末；
4)由筛粉机筛出符合要求粒度范围的粉末作为成品粉。
优选地，所述的铝、铜铝合金、稀土铝合金及铁镁锌铝合金熔化后得到的铝合金液体流入保温炉，此时温度为720～750℃；当向保温炉中投加粉末精炼剂时，温度提升至750～800℃。
优选地，进入保温炉中的铝合金液体的容积为其铝合金液体总容积的一半时加入三分之一重量的粉末精炼剂，当所述铝合金液体全部进入保温炉中后加入剩余的粉末精炼剂。
优选地，所述粉末精炼剂为Na3AlF6、KCl、NaCl和ZnCl2组成的混合物。
优选地，所述铜铝合金中铜的含量为25～30％，稀土铝合金中稀土的含量在7～9％，所述的铁镁锌铝合金中铁的含量为18～22％，镁的含量为16～19％，锌的含量为18～20％。
优选地，步骤1)加热熔化过程中连续通入惰性气体，在惰性气氛保护下进行，气流的流速为80～500毫升/分。
优选地，步骤3)具体为，熔化的金属熔液流过细的喷嘴下方时吹入高速旋转的惰性气体，利用惰性气体作为雾化介质破碎连续的熔融金属细流，获得直径小于100μm的稀土铝合金粉末。
优选地，步骤3)中，所述惰性气体为氩气，所述惰性气体的压力为2.0～5.0MPa，流量为160～220Ls－1。
本发明另一方面提供了一种稀土铝合金粉末，利用上述的制备稀土铝合金粉末的方法制备得到，按重量百分比计，包括以下组分：0.20～0.35％的铜，0.12～0.20％的稀土元素，0.3～0.45％的铁，0.23-0.27％的镁，0.25～0.32％的锌，0.2～0.30％的硅，余量为铝以及不可避免的杂质，所述稀土元素包括铈和镧。
本发明的有益效果是：本发明提供的稀土铝合金粉末及其制备方法，含有重量百分比为0.20～0.35％的铜，0.12～0.20％的稀土元素，0.3～0.45％的铁，0.23-0.27％的镁，0.25-0.32％的锌，0.2～0.30％的硅，余量为铝以及不可避免的杂质。所述稀土铝合金由原料经过熔炼和雾化工艺制成。本发明中制备的稀土铝合金粉末在用于制备型材时，可以改善拉制、绞制过程中应力作用对型材结构的不利影响，增加型材的强度和延伸率，提高抗腐蚀能力。
附图说明
图1是本发明提供的稀土铝合金粉末制备方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供了一种制备稀土铝合金粉末的方法，可以按照如下步骤进行实施：
1)向熔炼炉中加入80～91重量份的铝、0.2～1.25重量份的铁镁锌铝合金、0.5～4重量份的铜铝合金以及0.8～2.8重量份的稀土铝合金，加热熔化流入保温炉，提升铝液温度750～800℃；
其中，所述铜铝合金中铜的含量为25～30％，稀土铝合金中稀土的含量在7～9％，所述的铁镁锌铝合金中铁的含量为18～22％，镁的含量为16～19％，锌的含量为18～20％。
加热熔化过程中可以连续通入惰性气体，在惰性气氛保护下进行，气流的流速为80～500毫升/分。防止原料的氧化，提高稀土铝合金粉末的纯度。
各合金原料加热熔化后得到的铝合金液体流入保温炉，此时温度为720～750℃；当向保温炉中投加粉末精炼剂时，温度提升至750～800℃。
2)向保温炉投加0.04～0.06重量份的粉末精炼剂，精炼8～12分钟；
其中，可以当进入保温炉中的铝合金液体的容积为其铝合金液体总容积的一半时加入三分之一重量的粉末精炼剂，当所述铝合金液体全部进入保温炉中后加入剩余的粉末精炼剂。
本发明中，所述粉末精炼剂可以为Na3AlF6、KCl、NaCl和ZnCl2组成的混合物。
3)采用惰性气体雾化，得到稀土铝合金粉末；
具体可以为，熔化的金属熔液流过细的喷嘴下方时吹入高速旋转的惰性气体，利用惰性气体作为雾化介质破碎连续的熔融金属细流，获得直径小于100μm的稀土铝合金粉末。
所述惰性气体可以为氩气，所述惰性气体的压力为2.0～5.0MPa，流量为160～220Ls－1。
采用这种方法，可以防止物料在雾化过程中发生氧化，提高产品的纯度。
4)由筛粉机筛出符合要求粒度范围的粉末作为成品粉。
为了满足不同的行业应用对稀土铝合金的需求，本实施例中，采用筛分的方法，对步骤3)中得到的合金粉末进行筛选，获得满足使用要求的成品粉末。
利用本发明提供的上述方法制备得到的稀土铝合金粉末，按重量百分比计，包括以下组分：0.20～0.35％的铜，0.12～0.20％的稀土元素，0.3～0.45％的铁，0.23～0.27％的镁，0.25～0.32％的锌，0.2～0.30％的硅，余量为铝以及不可避免的杂质，所述稀土元素包括铈和镧。
该稀土铝合金粉末具有如下优点：
1)本发明中铜的含量控制在0.20～0.35％之间，能提高铝合金的抗拉强度，同时提高伸长率，易于拉制加工。
2)本发明中铁元素含量控制在0.3～0.45％之间，能提高铝合金的强度，同时还提高了铝合金的抗蠕变性和热稳定性。
3)本发明中硅的含量控制在0.2％-0.3％之间，保证了一定量的硅对铝合金强度的增强作用。
4)本发明中稀土元素的加入还改善了铝合金材料中晶体的组织结构，提高了铝合金的工艺性能，有利于铝合金的加工处理。再者极大提高了铝合金的抗腐蚀能力，增加了使用寿命。
5)本发明中制备的稀土铝合金粉末在用于制备型材时，可以改善拉制、绞制过程中应力作用对型材结构的不利影响，增加型材的强度和延伸率，提高抗腐蚀能力。
具体实施例1
1)按照重量份比例关系，向熔炼炉中加入铝、铁镁锌铝合金、铜铝合金以及稀土铝合金，加热至720℃熔化后，流入保温炉，提升铝液温度750℃；
2)向保温炉投加粉末精炼剂，精炼8分钟；
3)采用氩气雾化，氩气的压力为2.0MPa，流量为220Ls－1，得到100～150μm稀土铝合金粉末；稀土铝合金粉末按重量百分比计，包括以下组分：0.35％的铜，0.20％的稀土元素，0.35％的铁，0.25％的镁，0.25％的锌，0.2％的硅，余量为铝以及不可避免的杂质，所述稀土元素包括铈和镧；
4)由筛粉机筛出100～120μm粒度范围的粉末作为成品粉。
具体实施例2
1)按照重量份比例关系，向熔炼炉中加入铝、铁镁锌铝合金、铜铝合金以及稀土铝合金，加热至740℃熔化后，流入保温炉，提升铝液温度780℃；
2)向保温炉投加粉末精炼剂，精炼10分钟；
3)采用氩气雾化，氩气的压力为5.0MPa，流量为160Ls－1，得到50～100μm稀土铝合金粉末；稀土铝合金粉末按重量百分比计，包括以下组分：0.25％的铜，0.15％的稀土元素，0.4％的铁，0.23％的镁，0.3％的锌，0.25％的硅，余量为铝以及不可避免的杂质，所述稀土元素包括铈和镧；
4)由筛粉机筛出80～100μm粒度范围的粉末作为成品粉。
具体实施例3
1)按照重量份比例关系，向熔炼炉中加入铝、铁镁锌铝合金、铜铝合金以及稀土铝合金，加热至750℃熔化后，流入保温炉，提升铝液温度800℃；
2)向保温炉投加粉末精炼剂，精炼12分钟；
3)采用氩气雾化，氩气的压力为3.0MPa，流量为200Ls－1，得到50～100μm稀土铝合金粉末；稀土铝合金粉末按重量百分比计，包括以下组分：0.3％的铜，0.2％的稀土元素，0.3％的铁，0.27％的镁，0.25％的锌，0.3％的硅，余量为铝以及不可避免的杂质，所述稀土元素包括铈和镧；
4)由筛粉机筛出80～100μm粒度范围的粉末作为成品粉。
通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本发明提供的稀土铝合金粉末及其制备方法，含有重量百分比为0.20～0.35％的铜，0.12～0.20％的稀土元素，0.3～0.45％的铁，0.23-0.27％的镁，0.25-0.32％的锌，0.2～0.30％的硅，余量为铝以及不可避免的杂质。所述稀土铝合金由原料经过熔炼和雾化工艺制成。本发明中制备的稀土铝合金粉末在用于制备型材时，可以改善拉制、绞制过程中应力作用对型材结构的不利影响，增加型材的强度和延伸率，提高抗腐蚀能力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种制备稀土铝合金粉末的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)向熔炼炉中加入80～91重量份的铝、0.2～1.25重量份的铁镁锌铝合金、0.5～4重量份的铜铝合金以及0.8～2.8重量份的稀土铝合金，加热熔化流入保温炉，提升铝液温度750～800℃；
2)向保温炉投加0.04～0.06重量份的粉末精炼剂，精炼8～12分钟；
3)采用惰性气体雾化，得到稀土铝合金粉末；
4)由筛粉机筛出符合要求粒度范围的粉末作为成品粉。
2.根据权利要求1所述的制备稀土铝合金粉末的方法，其特征在于，所述的铝、铜铝合金、稀土铝合金及铁镁锌铝合金熔化后得到的铝合金液体流入保温炉，此时温度为720～750℃；当向保温炉中投加粉末精炼剂时，温度提升至750～800℃。
3.根据权利要求1所述的制备稀土铝合金粉末的方法，其特征在于，进入保温炉中的铝合金液体的容积为其铝合金液体总容积的一半时加入三分之一重量的粉末精炼剂，当所述铝合金液体全部进入保温炉中后加入剩余的粉末精炼剂。
4.根据权利要求1所述的制备稀土铝合金粉末的方法，其特征在于，所述粉末精炼剂为Na3AlF6、KCl、NaCl和ZnCl2组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的制备稀土铝合金粉末的方法，其特征在于，所述铜铝合金中铜的含量为25～30％，稀土铝合金中稀土的含量在7～9％，所述的铁镁锌铝合金中铁的含量为18～22％，镁的含量为16～19％，锌的含量为18～20％。
6.根据权利要求1所述的制备稀土铝合金粉末的方法，其特征在于，步骤1)加热熔化过程中连续通入惰性气体，在惰性气氛保护下进行，气流的流速为80～500毫升/分。
7.根据权利要求1所述的制备稀土铝合金粉末的方法，其特征在于，步骤3)具体为，熔化的金属熔液流过细的喷嘴下方时吹入高速旋转的惰性气体，利用惰性气体作为雾化介质破碎连续的熔融金属细流，获得直径小于100μm的稀土铝合金粉末。
8.根据权利要求7所述的制备稀土铝合金粉末的方法，其特征在于，步骤3)中，所述惰性气体为氩气，所述惰性气体的压力为2.0～5.0MPa，流量为160～220Ls－1。
9.一种稀土铝合金粉末，其特征在于，利用权利要求1-8任一项所述的制备稀土铝合金粉末的方法制备得到，按重量百分比计，包括以下组分：0.20～0.35％的铜，0.12～0.20％的稀土元素，0.3～0.45％的铁，0.23～0.27％的镁，0.25～0.32％的锌，0.2～0.30％的硅，余量为铝以及不可避免的杂质，所述稀土元素包括铈和镧。
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