CN112609095A - 一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法 - Google Patents

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邱燕平
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李燕平
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Abstract

一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，首先制备覆盖剂，在预热纯铝、纯镁及金属铍并保持干燥备用，依次预热石墨坩埚至暗红，而后在石墨坩埚加入四分之三预热的纯铝，升温至纯铝熔化后捞渣得铝液，再在铝液上撒一层覆盖剂，并过热至高温；再分批加入预热的金属铍并搅拌，且金属铍不允许浮起；待金属铍全熔融后加入余下的纯铝，在纯铝全熔后再加入预热的纯镁，仔细搅拌均匀得中间液；再在中间液上撒由硫磺与硼酸组成的混合物，同时控制温度得混合液；最后采用六氯乙烷对混合液进行精炼以生成合金液后，静置、捞渣，待温度控制时，浇注成镁铝铍中间合金锭块，有效减少金属元素烧损，从而提高金属元素的收得率。

Description

一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法
技术领域
本发明涉及合金制备技术领域，尤其涉及一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法。
背景技术
在铸造铝合金熔炼过程中，各种合金元素的加入多数是以中间合金形式加入，一方面，一些金属元素的熔点与合金的熔化温度相差很大，使该金属元素加入合金时需大量损耗，有时甚至加不进去，如铍的熔点为1285℃，远高于铸造铝合金的熔点，向合金中直接加入铍时无法熔化，一般是将待加入的元素与其他的元素先制成一种熔点和工作合金熔化温度相近的合金，另一方面，铍的加入若是以铝铍中间合金形式，经铝铍中间合金试验，实际结果反映成分不是十分均匀。在国标、航标中也只有铝铍中间合金，而没有铝镁铍中间合金标准。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，以解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，具体步骤如下：
1）首先制备覆盖剂，而后将覆盖剂保存于 120℃～150℃的干燥箱内；
2）预热待添加的金属元素并保持干燥备用，待添加的金属元素包括纯铝、纯镁及金属铍；
3）预热石墨坩埚至暗红，而后在石墨坩埚加入四分之三步骤2）中预热的纯铝，升温至纯铝熔化后捞渣得铝液，再在铝液上撒一层步骤1）中制备的覆盖剂，并过热至1000℃～1100℃，以去除上述铝液表面上的熔剂；而后用石墨钟罩分批加入步骤2）中预热的金属铍并搅拌，且金属铍不允许浮起，以免被氧化；待金属铍全熔融后加入余下的纯铝，待纯铝全熔后再加入步骤2）中预热的纯镁，仔细搅拌均匀得中间液；再在中间液上撒由硫磺与硼酸（质量比1：1）组成的混合物，同时控制温度在 820℃～850℃，得混合液；
4）采用质量百分浓度为0.2%～0.4%的六氯乙烷对步骤3）形成的混合液进行精炼以生成合金液后，静置8min～10 min、捞渣，控制温度在750℃～830℃时，浇注成小于10 mm的镁铝铍中间合金锭块。
在本发明中，步骤1）中，制备覆盖剂的材料包括氯化钡、氯化钾及氟化钡，制备流程如下：
首先将定量的氯化钡、氯化钾、氟化钡熔化后注入预热的锭模内，在形成覆盖剂后粉碎，而后将粉碎的覆盖剂保存于 120℃～150℃的干燥箱内备用。
在本发明中，步骤2）中，预热待添加的金属元素时将金属铍去除油后加工成 6mm～10mm的小块，预热至 300℃～400℃备用。
在本发明中，步骤2）中，预热待添加的金属元素时将纯镁、纯铝吹砂后保持预热干燥备用。
有益效果：本发明制备的镁铝铍中间合金锭块适用于含镁、铍元素的高强度航空铸造铝合金的熔炼制备，使得镁、铍元素的添加变的高效、便捷，有效减少金属元素烧损，从而提高金属元素的收得率；同时在熔炼过程中均匀搅拌有利于配料均匀混合且有助于气体排出，而加工成锭块便于称重操作和减少偏析，经分析，镁铝铍中间合金锭块成分均匀。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例中的覆盖剂制备示意图。
图2为本发明的较佳实施例中的预热待添加金属元素示意图。
图3为本发明的较佳实施例的制备流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1～3的一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，具体步骤如下：
1）首先准备覆盖剂材料，覆盖剂材料包括氯化钡、氯化钾及氟化钡，而后将氯化钡60～63g、氯化钾19～20g、氟化钡16～18g，熔化后注入预热的锭模内，在形成覆盖剂后粉碎，而后保存于 120℃～150℃的干燥箱内；
2）准备纯铝60～63g、纯镁30～34g、金属铍1～3g，而后将金属铍去除油后加工成6mm～10mm的小块，预热至 300℃～400℃；同时将纯镁、纯铝吹砂后保持预热干燥备用；
3）预热石墨坩埚至暗红，而后在石墨坩埚加入四分之三步骤2）中预热的纯铝，升温至纯铝熔化后捞渣得铝液，再在铝液上撒一层覆盖剂，并过热至 1000℃～1100℃，以去除上述铝液表面上的熔剂；用石墨钟罩分批加入步骤2）中预热的金属铍并搅拌，且金属铍不允许浮起，以免氧化；待金属铍全熔融后加入余下的纯铝，待纯铝全熔后再加入步骤2）中预热的纯镁，仔细搅拌均匀得中间液；再在中间液上撒由硫磺与硼酸（质量比1：1）组成的混合物，同时控制温度在 820℃～850℃，得混合液；
4）采用质量百分浓度为0.2%～0.4%的六氯乙烷对步骤3）形成的混合液进行精炼以生成合金液后，静置8min～10 min、捞渣，控制温度在750℃～830℃时，浇注成小于10 mm的镁铝铍中间合金锭块。
在本实施例中，步骤3）中，加入金属镁，其熔点与铝接近，用于工作合金后，经成分分析，成分均匀；
步骤3）中，不断均匀搅拌，有利于配料均匀混合且有助于气体排出，减少中间合金杂质含量；
步骤4）中，将镁铝铍中间合金浇铸成小于10 mm的镁铝铍中间合金锭块，便于控制中间合金称量，用于工作合金后，经成分分析，成分偏析较少。

Claims (9)

1.一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）首先制备覆盖剂，而后将覆盖剂保存于干燥箱内；
2）预热待添加的金属元素并保持干燥备用，待添加的金属元素包括纯铝、纯镁及金属铍；
3）预热石墨坩埚至暗红，而后在石墨坩埚加入四分之三步骤2）中预热的纯铝，升温至纯铝熔化后捞渣得铝液，再在铝液上撒一层步骤1）中制备的覆盖剂，并过热至高温以去除上述铝液表面上的熔剂；而后分批加入步骤2）中预热的金属铍并搅拌，且金属铍不允许浮起；待金属铍全熔融后加入余下的纯铝，在纯铝全熔后再加入步骤2）中预热的纯镁，仔细搅拌均匀得中间液；再在中间液上撒由硫磺与硼酸组成的混合物，同时控制温度，得混合液；
4）采用六氯乙烷对步骤3）形成的混合液进行精炼以生成合金液后，静置、捞渣，待温度控制后，浇注成小于10 mm的镁铝铍中间合金锭块。
2.根据权利要求1所述的一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，其特征在于，步骤1）中，制备覆盖剂的材料包括氯化钡、氯化钾及氟化钡。
3.根据权利要求2所述的一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，其特征在于，覆盖剂的制备流程为：首先将定量的氯化钡、氯化钾、氟化钡熔化后注入预热的锭模内，在形成覆盖剂后粉碎，而后将粉碎的覆盖剂保存于 120℃～150℃的干燥箱内备用。
4.根据权利要求1所述的一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，其特征在于，步骤2）中，预热待添加的金属元素时将金属铍去除油后加工成 6mm～10mm的小块，预热至300℃～400℃备用，将纯镁、纯铝吹砂后保持预热干燥备用。
5.根据权利要求1所述的一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，其特征在于，步骤3）中，过热至高温的温度为1000℃～1100℃。
6.根据权利要求1所述的一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，其特征在于，步骤3）中，使用石墨钟罩分批加入步骤2）中预热的金属铍并搅拌。
7.根据权利要求1所述的一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，其特征在于，步骤3）中，混合物中硫磺与硼酸的质量比1：1。
8.根据权利要求1所述的一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，其特征在于，步骤4）中，六氯乙烷的质量百分浓度为0.2%～0.4%。
9.根据权利要求1所述的一种铸造添加用镁铝铍中间合金的制备方法，其特征在于，步骤4）中，静置时间为8min～10 min。
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