CN111519056A - 一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方 - Google Patents

一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铝合金铸造的技术领域，尤其是涉及一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，包括0.01～0.03%的锶，0.01～0.03%的铝钛硼，0.05～0.3%铈。本发明解决了夏季铝合金铸件的针孔缺陷问题。在铝液熔炼过程中，通过加入特定量的稀土元素铈、变质元素锶和铝钛硼，达到既除氢又提高产品性能的目的；显著提高了铝合金的铸造性能和高温下的物理性能。

Description

一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方
技术领域
本发明涉及铝合金铸造的技术领域，尤其是涉及一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方。
背景技术
在纯铝中加入一些金属或非金属元素所熔制的铝合金是一种新型的合金材料，由于其比重小，比强度高，具有良好的综合性能，因此被广泛用于航空工业、汽车制造业、动力仪表、工具及民用器具制造等方面。
由于铝合金具有严重的氧化和吸气倾向，熔炼过程中又直接与炉气或外界大气相接触，因此，如熔炼过程中控制稍许不当，铝合金就很容易吸收气体而形成小孔，最常见的是针孔。针孔，通常是指铸件中小于1mm的析出性气孔，多呈圆形，不均匀分布在铸件整个断面上，特别是在铸件的厚大断面和冷却速度较小的部位。
铝合金生产实践证明，铝合金因吸气而形成气孔的主要气体成分是氢气，铝合金在熔炼和浇注时，能吸收大量的氢气，冷却时则因溶解度的下降而不断析出。在铝合金熔炼时，周围空气中的氢气含量并不多，氢的最通常的来源是铝和水蒸气的反应，因此在相对湿度大的气氛中熔炼和浇注铝合金，铸件中的针孔尤其严重。这就是我们在生产中常常有人纳闷干燥的季节总比多雨潮湿的时节铝合金铸件针孔缺陷少些的原因。
为了克服铝合金性能的不足，有效控制气泡的形成，公开号为CN102418010A的发明专利提出了一种去除针孔的铸铝合金及其熔炼方法，包括0.7％的Si、0.4％的Fe、0.1％的 Cu、0.1％的Mn、0.4％的Mg、0.15％的Zn、0.01％的Ti、0.8％的Mo、0.09％的B、0.06％的Li，余量为Al和不可避免的杂质，每种杂质的含量不超过总质量百分比的0.05％，所 有杂质的含量不超过总质量百分比的0.1％。这种铝合金配方在实际生产中仍然需要严格控制环境湿度，否则潮湿的夏季生产出的铝合金依然会有少量针孔。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，解决了夏季铝合金铸件的针孔缺陷问题。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，包括0.01～0.03%的锶，0.01～0.03%的铝钛硼，0.05～0.3%铈。
通过采用上述技术方案，在铝液熔炼过程中，通过加入特定量的稀土元素铈，形成产品的晶间快速结晶，冷却快，使铝液中的氢析出快，产品不容易吸气形成针孔缺陷，但稀土元素的变质效果不佳，需要配合特定量的锶和铝钛硼提高变质效果，才能达到既除氢又提高产品性能的目的。
优选的，包括0.01～0.02%的锶，0.01～0.02%的铝钛硼，0.05～0.2%铈。
优选的，包括0.01～0.015%的锶，0.01～0.015%的铝钛硼，0.05～0.1%的铈。
优选的，包括0.015～0.02%的锶，0.015～0.02%的铝钛硼，0.1～0.2%的铈。
优选的，包括0.015%的锶，0.015%的铝钛硼，0.1%铈。
通过采用上述技术方案，该配方使除氢效果和产品性能均达到最佳。
优选的，还包括0.3～0.5%的硅、0.5～0.6%的铁、0.5～0.6%的铜、0.05～0.1%的锰、0.1～0.5%的镁、0.2～0.3%的锌、0.05～0.1%的钛。
通过采用上述技术方案，该配方可以显著提高铝合金的铸造性能。
优选的，还包括0.3～0.55%的硼化钼。
通过采用上述技术方案，提升了铝合金在高温下的物理性能。
优选的，还包括0.55～0.75%氢化铝锂。
通过采用上述技术方案，可提高铝合金的弹性模量和强度。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.在铝液熔炼过程中，通过加入特定量的稀土元素铈、变质元素锶和铝钛硼，达到既除氢又提高产品性能的目的；
2.显著提高了铝合金的铸造性能和高温下的物理性能。
附图说明
图1是实施例4中一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方组成示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本发明公开了一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，以质量百分比计，包括0.015%的锶、0.015%的铝钛硼、0.1%铈，其余为铝和杂质，杂质的总量小于总质量百分比的0.1%。
本实施例的实施原理为：在铝液熔炼过程中，通过加入特定量的稀土元素铈，形成产品的晶间快速结晶，冷却快，使铝液中的氢析出快，产品不容易吸气形成针孔缺陷，但稀土元素的变质效果不佳，需要配合特定量的锶和铝钛硼提高变质效果，才能达到既除氢又提高产品性能的目的。
实施例2
本发明公开了一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，以质量百分比计，包括0.02%的锶、0.02%的铝钛硼、0.2%铈，其余为铝和杂质，杂质的总量小于总质量百分比的0.1%。
实施例3
本发明公开了一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，以质量百分比计，包括0.01%的锶、0.01%的铝钛硼、0.05%铈，其余为铝和杂质，杂质的总量小于总质量百分比的0.1%。
实施例4
本发明公开了一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，由基础料和添加料组成。以质量百分比计，基础料包括0.3%的硅、0.5%的铁、0.5%的铜、0.05%的锰、0.33%的镁、0.25%的锌、0.05%的钛，其余为铝和杂质，杂质的总量小于总质量百分比的0.1%。
基础料与铝液完成混合后保温，然后加入添加料，添加料由质量比为0.02%的锶、0.02%的铝钛硼、0.2%的铈、0.3%的硼化钼和0.75%的氢化铝锂组成。
实施例5
本发明公开了一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，由基础料和添加料组成。以质量百分比计，基础料包括0.37%的硅、0.58%的铁、0.53%的铜、0.1%的锰、0.1%的镁、0.2%的锌、0.09%的钛，其余为铝和杂质，杂质的总量小于总质量百分比的0.1%。
基础料与铝液完成混合后保温，然后加入添加料，添加料由质量比为0.01%的锶、0.01%的铝钛硼、0.05%的铈、0.55%的硼化钼和0.55%的氢化铝锂组成。
实施例6
本发明公开了一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，由基础料和添加料组成。以质量百分比计，基础料包括0.5%的硅、0.6%的铁、0.6%的铜、0.065%的锰、0.5%的镁、0.3%的锌、0.1%的钛，其余为铝和杂质，杂质的总量小于总质量百分比的0.1%。
基础料与铝液完成混合后保温，然后加入添加料，添加料由质量比为0.015%的锶、0.015%的铝钛硼、0.1%的铈、0.5%的硼化钼和0.62%的氢化铝锂组成。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，其特征在于：包括0.01～0.03%的锶，0.01～0.03%的铝钛硼，0.05～0.3%铈。
2.根据权利要求1所述的一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，其特征在于：包括0.01～0.02%的锶，0.01～0.02%的铝钛硼，0.05～0.2%铈。
3.根据权利要求2所述的一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，其特征在于：包括0.01～0.015%的锶，0.01～0.015%的铝钛硼，0.05～0.1%的铈。
4.根据权利要求2所述的一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，其特征在于：包括0.015～0.02%的锶，0.015～0.02%的铝钛硼，0.1～0.2%的铈。
5.根据权利要求3或4所述的一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，其特征在于：包括0.015%的锶，0.015%的铝钛硼，0.1%铈。
6.根据权利要求5所述的一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，其特征在于：还包括0.3～0.5%的硅、0.5～0.6%的铁、0.5～0.6%的铜、0.05～0.1%的锰、0.1～0.5%的镁、0.2～0.3%的锌、0.05～0.1%的钛。
7.根据权利要求6所述的一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，其特征在于：还包括0.3～0.55%的硼化钼。
8.根据权利要求6所述的一种消除铝合金针孔缺陷的添加剂配方，其特征在于：还包括0.55～0.75%氢化铝锂。
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