CN113106302B - Al-RE-Te三元中间合金及其制备方法 - Google Patents

Al-RE-Te三元中间合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明所述Al‑Re‑Te三元中间合金，由质量分数3.0％～20.0％的Re、质量分数1.0％～6.0％的Te、质量分数74.0％～96.0％的Al组成。该Al‑Re‑Te三元中间合金的制备方法以Al锭及Re和Te为原料，将Re进行去除表面氧化层的处理，然后将去除表面氧化层的Re和Te用铝箔包覆形成Re和Te的包覆物，再将Al锭在680～760℃加热熔化，当Al锭部分熔化时加入覆盖剂并保持前述温度直至Al锭全部熔化形成Al熔体，然后将Al熔体升温至800～940℃并在该温度将铝箔包覆的Re和Te分5～10批次用石墨钟罩压入Al熔体中，当压入熔体的最后批次的铝箔包覆的Re和Te完全熔化后，对熔体进行超声处理，形成符合要求的Al‑Re‑Te三元中间合金熔体，然后降温至680～720℃，浇注到预热的金属模具中，空冷至室温即得到Al‑Re‑Te三元中间合金。

Description

Al-RE-Te三元中间合金及其制备方法
技术领域
本发明属于中间合金技术领域，涉及Al-RE-Te三元中间合金及其制备方法。
背景技术
Al(铝)合金具有资源丰富、密度小、价格低、耐腐蚀性强等优异特点，在汽车、飞机、建筑、电气领域得到了广泛的应用。但是Al合金在铸造过程中极易出现偏析、气孔等缺陷，严重影响了Al合金的铸造性能，限制了Al合金在性能要求更高的领域应用。为了改善Al合金的铸造性能，提高Al合金的强度及塑性，减少Al合金中存在的缺陷，通常采用添加RE(稀土元素)的技术措施。另外研究发现，Te(碲)作为Al合金的一种长效的变质剂，具有良好的变质作用，在Al合金中加入碲不仅能提高其力学性能，而且能提高其导电性能。因此，为了改善Al合金铸造性能、减少缺陷及提高其力学性能和导电性能，在Al合金中同时添加RE和Te是可行的技术措施。
由于稀土元素RE的密度(例如Ce的密度6.80g/cm3、La的6.1g/cm3、Yb的6.9g/cm3、Pr的密度6.8g/cm3)及Te的密度(6.24g/cm3)远大于铝的密度(2.70g/cm3)，因而直接将RE单质、Te单质加入到铝合金中易烧损和产生偏析。为了解决RE、Te的烧损和偏析问题，采取的技术方案是以中间合金的形式在铝合金中加入RE和Te，但现有技术中仅存在Al-RE(Ce)、Al-Te二元中间合金，通过两种二元中间合金在铝合金中加入RE和Te存在的问题是导致制备含RE和Te铝合金的工艺复杂，且成本增加。因此，开发Al-RE-Te三元中间合金对于含RE和Te铝合金的生产具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供Al-RE-Te三元中间合金，以便简化含RE和Te铝合金的制备工艺并降低成本，本发明的再一目的是提供Al-RE-Te三元中间合金的制备方法，以得到RE和Te收得率高、合金成分稳定的Al-RE-Te三元中间合金。
本发明所述Al-RE-Te三元中间合金，由质量分数3.0％～20.0％的RE、质量分数1.0％～6.0％的Te、质量分数74.0％～96.0％的Al组成。
由于稀土元素具有相似的物理化学性质，本发明所述Al-RE-Te三元中间合金中的RE可以是现有稀土元素中的任一种或多种。
本发明所述Al-RE-Te三元中间合金的制备方法，工艺步骤如下：
(1)配料
以纯度≥99.7％的Al锭及纯度≥99.9％的RE和Te为原料，按上述Al-RE-Te三元中间合金中Al、RE、Te的质量分数计量Al锭、RE和Te；所述Al锭、RE和Te的纯度均为质量百分数；
(2)RE的处理及RE和Te包覆
将称量好的RE进行去除表面氧化层的处理，然后将去除表面氧化层的RE和称量好的Te用铝箔包覆形成多个RE和Te的包覆物；
(3)熔炼
将称量好的Al锭在680℃～760℃加热熔化，当Al锭部分熔化时加入经预热处理的覆盖剂并保持前述温度直至Al锭全部熔化形成Al熔体，所述覆盖剂的加入量为所有原料总质量的0.1～1％，然后将Al熔体升温至800℃～940℃并在该温度将步骤(2)中铝箔包覆的RE和Te分5～10批次用石墨钟罩压入Al熔体中，每次压入RE和Te的量为它们总质量的10％～20％，每次压入铝箔包覆的RE和Te后反应2min～5min再压入下一批次，在反应过程中对熔体进行搅拌，当压入熔体的最后批次的铝箔包覆的RE和Te完全熔化后，对熔体进行超声处理，然后扒渣得到符合要求的Al-RE-Te三元中间合金熔体；
(4)浇注
将步骤(3)得到的Al-RE-Te三元中间合金熔体降温至680℃～720℃，在搅拌扒渣后浇注到预热至200℃～350℃的金属模具中，空冷至室温即得到Al-RE-Te三元中间合金。
上述方法的步骤(2)中，RE去除表面氧化层的处理可采用电动打磨机打磨法、刀片刮除法或砂纸打磨法，根据RE表面的状况，优选砂纸打磨法。所述包覆物的数量及各包覆物中RE和Te的量由生产的Al-RE-Te三元中间合金的量确定，但应满足熔炼时压入RE和Te的批次要求及每次RE和Te的压入量要求并便于操作。
上述方法的步骤(3)中，所述覆盖剂为氯化钠、氯化钾中的至少一种，覆盖剂的预热处理是在将覆盖剂用铝箔包覆后预热至110℃～130℃。
上述方法的步骤(3)中，对熔体进行超声处理的时间为10min～30min。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明为含RE和Te的铝合金的制备提供了一种新的中间合金——Al-RE-Te三元中间合金，在制备含RE和Te的铝合金时，使用本发明所述Al-RE-Te三元中间合金与使用Al-RE和Al-Te两种二元中间合金相比，不仅可简化含RE和Te的铝合金的制备工艺，缩短熔炼时间，而且可降低原料成本。
2、本发明所述Al-RE-Te三元中间合金的制备方法，将RE和Te用铝箔包覆形成RE和Te的包覆物并分5～10批次用石墨钟罩压入Al熔体中，因而在熔炼过程中RE和Te易发生反应形成化合物，在Al熔体中分布均匀，有效避免了单独加入稀土单质、碲单质出现的烧损及成分偏析问题，减少了氧化夹杂物，提高了中间合金中稀土和碲的收得率。
3、本发明所述方法在混熔法的基础上使用超声搅拌，超声搅拌不仅能够对Al熔体起到除气除杂的作用，并且在超声搅拌的过程中产生的声空化效应和声流效应能够破碎Al熔体表面的氧化膜，增强稀土和碲或其化合物与Al熔体的润湿性，使稀土和碲或其化合物更容易进入到铝熔体中，同时超声搅拌还可以使稀土和碲或其合金Al熔体中分布更加均匀。
4、本发明所述方法工艺简单、操作方便、安全可靠、无三废污染，便于工业化生产，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明制备的Al-9Ce-3Te三元中间合金的SEM图。
图2是本发明制备的Al-9Ce-3Te三元中间合金的EDS图。
具体实施方式
下面通过实施例、应用例和对比例并结合附图对本发明所述Al-RE-Te三元中间合金及其制备方法做进一步的说明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
下述实施例中，原料Al锭、RE和Te均通过市场购买，Al锭的纯度(质量百分比)≥99.7％，RE和Te的纯度(质量百分比)≥99.9％。
下述实施例中，电阻炉型号为RJ5-9-AL，额定功率5KW；超声波金属熔体处理器型号为JY-R202G，额定功率为10KW。
下述实施例中，稀土、碲的收得率使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES5100SVDV型)，依据GB/T30902-2014标准检测稀土、碲的实际含量，稀土收得率＝稀土的实际测得量/稀土的初始加入量，碲的收得率＝碲的实际测得量/碲的初始加入量。用装配EDS能谱仪的JSM-7500F扫描电子显微镜对中间合金微观组织进行分析。
下述实施例中，Al-RE-Te三元中间合金的制备量为1kg。
实施例1
本实施例制备Al-3Ce-1Te三元中间合金，工艺步骤如下：
(1)配料
原料为纯度≥99.7％的Al锭、纯度≥99.9％的Ce和纯度≥99.9％Te，按Al-3Ce-1Te三元中间合金中Al、Ce、Te的质量分数(Ce的质量分数3.0％、Te的质量分数1.0％，Al的质量分数为96.0％)称量各原料；
(2)Ce的处理及Ce和Te包覆
将称量好的Ce用砂纸打磨表面，去除Ce表面氧化层，然后将去除表面氧化层的Ce和称量好的Te用铝箔包覆形成Ce和Te的包覆物，所述包覆物的数量为5个，各包覆物中Ce、Te的量分别为它们各自质量的20％；
(3)熔炼
将称量好的Al锭放入石墨坩埚，将装有Al锭的石墨坩埚置于电阻炉中在680℃加热熔化，当Al锭部分熔化时加入预热至120℃的覆盖剂氯化钠并保持前述温度直至Al锭全部熔化形成Al熔体，所述覆盖剂的加入量为所有原料总质量的0.1％，然后将Al熔体升温至800℃并在该温度将步骤(2)中铝箔包覆的Ce和Te分5批次用石墨钟罩压入Al熔体中，每次压入Ce和Te的量为它们总质量的20％(即1个Ce和Te的包覆物)，每次压入铝箔包覆的Ce和Te后反应5min再压入下一批次，在反应过程中用石墨棒对熔体进行搅拌，当压入熔体的最后批次的铝箔包覆的Ce和Te完全熔化后，对熔体进行超声处理，超声时间为10min，然后扒渣得到符合要求的Al-3Ce-1Te三元中间合金熔体；
(4)浇注
将步骤(3)得到的Al-3Ce-1Te三元中间合金熔体降温至680℃，在搅拌扒渣后浇注到预热至200℃的金属模具中，空冷至室温即得到Al-3Ce-1Te三元中间合金。
将本实施例制备的Al-3Ce-1Te三元中间合金取样检测分析Ce、Te的收得率，检测结果：Ce的收得率为92.1％，Te的收得率为97.3％。
实施例2
本实施例制备Al-6Ce-2Te三元中间合金，工艺步骤如下：
(1)配料
原料为纯度≥99.7％的Al锭、纯度≥99.9％的Ce和纯度≥99.9％Te，按Al-6Ce-2Te三元中间合金中Al、Ce、Te的质量分数(Ce的质量分数6.0％、Te的质量分数2.0％，Al的质量分数为92.0％)称量各原料；
(2)Ce的处理及Ce和Te包覆
将称量好的Ce用砂纸打磨表面，去除Ce表面氧化层，然后将去除表面氧化层的Ce和称量好的Te用铝箔包覆形成Ce和Te的包覆物，所述包覆物的数量为5个，各包覆物中Ce、Te的量分别为它们各自质量的20％；
(3)熔炼
将称量好的Al锭放入石墨坩埚，将装有Al锭的石墨坩埚置于电阻炉中在700℃加热熔化，当Al锭部分熔化时加入预热至110℃的覆盖剂氯化钾并保持前述温度直至Al锭全部熔化形成Al熔体，所述覆盖剂的加入量为所有原料总质量的0.5％，然后将Al熔体升温至850℃并在该温度将步骤(2)中铝箔包覆的Ce和Te分5批次用石墨钟罩压入Al熔体中，每次压入Ce和Te的量为它们总质量的20％(即1个Ce和Te的包覆物)，每次压入铝箔包覆的Ce和Te后反应4min再压入下一批次，在反应过程中用石墨棒对熔体进行搅拌，当压入熔体的最后批次的铝箔包覆的Ce和Te完全熔化后，对熔体进行超声处理，超声时间为15min，然后扒渣得到符合要求的Al-6Ce-2Te三元中间合金熔体；
(4)浇注
将步骤(3)得到的Al-6Ce-2Te三元中间合金熔体降温至680℃，在搅拌扒渣后浇注到预热至250℃的金属模具中，空冷至室温即得到Al-6Ce-2Te三元中间合金。
将本实施例制备的Al-6Ce-2Te三元中间合金取样检测分析Ce、Te的收得率，检测结果：Ce的收得率为94.2％，Te的收得率为98.1％。
实施例3
本实施例制备Al-9Ce-3Te三元中间合金，工艺步骤如下：
(1)配料
原料为纯度≥99.7％的Al锭、纯度≥99.9％的Ce和纯度≥99.9％Te，按Al-9Ce-3Te三元中间合金中Al、Ce、Te的质量分数(Ce的质量分数9.0％、Te的质量分数3.0％，Al的质量分数为88.0％)称量各原料；
(2)Ce的处理及Ce和Te包覆
将称量好的Ce用砂纸打磨表面，去除Ce表面氧化层，然后将去除表面氧化层的Ce和称量好的Te用铝箔包覆形成Ce和Te的包覆物，所述包覆物的数量为10个，各包覆物中Ce、Te的量分别为它们各自质量的10％；
(3)熔炼
将称量好的Al锭放入石墨坩埚，将装有Al锭的石墨坩埚置于电阻炉中在720℃加热熔化，当Al锭部分熔化时加入预热至120℃的覆盖剂氯化钠并保持前述温度直至Al锭全部熔化形成Al熔体，所述覆盖剂的加入量为所有原料总质量的0.7％，然后将Al熔体升温至850℃并在该温度将步骤(2)中铝箔包覆的Ce和Te分10批次用石墨钟罩压入Al熔体中，每次压入Ce和Te的量为它们总质量的10％(即1个Ce和Te的包覆物)，每次压入铝箔包覆的Ce和Te后反应2min再压入下一批次，在反应过程中用石墨棒对熔体进行搅拌，当压入熔体的最后批次的铝箔包覆的Ce和Te完全熔化后，对熔体进行超声处理，超声时间为20min，然后扒渣得到符合要求的Al-9Ce-3Te三元中间合金熔体；
(4)浇注
将步骤(3)得到的Al-9Ce-3Te三元中间合金熔体降温至700℃，在搅拌扒渣后浇注到预热至300℃的金属模具中，空冷至室温即得到Al-9Ce-3Te三元中间合金。
将本实施例制备的Al-9Ce-3Te三元中间合金取样检测分析Ce、Te的收得率，检测结果：Ce的收得率为93.7％，Te的收得率为98.5％。
用装配EDS能谱仪的JSM-7500F扫描电子显微镜对本实施例制备的Al-9Ce-3Te三元中间合金取样分析，其SEM图见图1，EDS图见图2。从图1可以看出，亮白色的相呈条状或短棒状，且在基体上分布均匀，没有出现偏析的现象；从图2可以看出这些亮白色的相成分主要包括Al、Ce、Te元素，这表明Al、Ce、Te发生反应生成Al-Ce-Te化合物。
实施例4
本实施例制备Al-10Ce-3Te三元中间合金，工艺步骤如下：
(1)配料
原料为纯度≥99.7％的Al锭、纯度≥99.9％的Ce和纯度≥99.9％Te，按Al-10Ce-3Te三元中间合金中Al、Ce、Te的质量分数(Ce的质量分数10.0％、Te的质量分数3.0％，Al的质量分数为87.0％)称量各原料；
(2)Ce的处理及Ce和Te包覆
将称量好的Ce用砂纸打磨表面，去除Ce表面氧化层，然后将去除表面氧化层的Ce和称量好的Te用铝箔包覆形成Ce和Te的包覆物，所述包覆物的数量为10个，各包覆物中Ce、Te的量分别为它们各自质量的10％；
(3)熔炼
将称量好的Al锭放入石墨坩埚，将装有Al锭的石墨坩埚置于电阻炉中在760℃加热熔化，当Al锭部分熔化时加入预热至130℃的覆盖剂氯化钠并保持前述温度直至Al锭全部熔化形成Al熔体，所述覆盖剂的加入量为所有原料总质量的1.0％，然后将Al熔体升温至850℃并在该温度将步骤(2)中铝箔包覆的Ce和Te分10批次用石墨钟罩压入Al熔体中，每次压入Ce和Te的量为它们总质量的10％(即1个Ce和Te的包覆物)，每次压入铝箔包覆的Ce和Te后反应2min再压入下一批次，在反应过程中用石墨棒对熔体进行搅拌，当压入熔体的最后批次的铝箔包覆的Ce和Te完全熔化后，对熔体进行超声处理，超声时间为30min，然后扒渣得到符合要求的Al-10Ce-3Te三元中间合金熔体；
(4)浇注
将步骤(3)得到的Al-10Ce-3Te三元中间合金熔体降温至720℃，在搅拌扒渣后浇注到预热至350℃的金属模具中，空冷至室温即得到Al-10Ce-3Te三元中间合金。
将本实施例制备的Al-10Ce-3Te三元中间合金取样检测分析Ce、Te的收得率，检测结果：Ce的收得率为93.5％，Te的收得率为98.7％。
实施例5
本实施例制备Al-10La-3Te三元中间合金，工艺步骤如下：
(1)配料
原料为纯度≥99.7％的Al锭、纯度≥99.9％的La和纯度≥99.9％Te，按Al-10La-3Te三元中间合金中Al、La、Te的质量分数(La的质量分数10.0％、Te的质量分数3.0％，Al的质量分数为87.0％)称量各原料；
(2)La的处理及La和Te包覆
将称量好的La用砂纸打磨表面，去除La表面氧化层，然后将去除表面氧化层的La和称量好的Te用铝箔包覆形成La和Te的包覆物，所述包覆物的数量为10个，各包覆物中La、Te的量分别为它们各自质量的10％；
(3)熔炼
将称量好的Al锭放入石墨坩埚，将装有Al锭的石墨坩埚置于电阻炉中在740℃加热熔化，当Al锭部分熔化时加入预热至120℃的覆盖剂氯化钾并保持前述温度直至Al锭全部熔化形成Al熔体，所述覆盖剂的加入量为所有原料总质量的1.0％，然后将Al熔体升温至920℃并在该温度将步骤(2)中铝箔包覆的La和Te分10批次用石墨钟罩压入Al熔体中，每次压入La和Te的量为它们总质量的10％(即1个La和Te的包覆物)，每次压入铝箔包覆的La和Te后反应2min再压入下一批次，在反应过程中用石墨棒对熔体进行搅拌，当压入熔体的最后批次的铝箔包覆的La和Te完全熔化后，对熔体进行超声处理，超声时间为25min，然后扒渣得到符合要求的Al-10La-3Te三元中间合金熔体；
(4)浇注
将步骤(3)得到的Al-10La-3Te三元中间合金熔体降温至720℃，在搅拌扒渣后浇注到预热至300℃的金属模具中，空冷至室温即得到Al-10La-3Te三元中间合金。
将本实施例制备的Al-10La-3Te三元中间合金取样检测分析La、Te的收得率，检测结果：La的收得率为94.1％，Te的收得率为98.4％。
实施例6
本实施例制备Al-5Yb-3Te三元中间合金，工艺步骤如下：
(1)配料
原料为纯度≥99.7％的Al锭、纯度≥99.9％的Yb和纯度≥99.9％Te，按Al-5Yb-3Te三元中间合金中Al、Yb、Te的质量分数(Yb的质量分数5.0％、Te的质量分数3.0％，Al的质量分数为92.0％)称量各原料；
(2)Yb的处理及Yb和Te包覆
将称量好的Yb用砂纸打磨表面，去除Yb表面氧化层，然后将去除表面氧化层的Yb和称量好的Te用铝箔包覆形成Yb和Te的包覆物，所述包覆物的数量为5个，各包覆物中Yb、Te的量分别为它们各自质量的20％；
(3)熔炼
将称量好的Al锭放入石墨坩埚，将装有Al锭的石墨坩埚置于电阻炉中在760℃加热熔化，当Al锭部分熔化时加入预热至120℃的覆盖剂氯化钠并保持前述温度直至Al锭全部熔化形成Al熔体，所述覆盖剂的加入量为所有原料总质量的1.0％，然后将Al熔体升温至820℃并在该温度将步骤(2)中铝箔包覆的Yb和Te分5批次用石墨钟罩压入Al熔体中，每次压入Yb和Te的量为它们总质量的20％(即1个La和Te的包覆物)，每次压入铝箔包覆的Yb和Te后反应3min再压入下一批次，在反应过程中用石墨棒对熔体进行搅拌，当压入熔体的最后批次的铝箔包覆的Yb和Te完全熔化后，对熔体进行超声处理，超声时间为20min，然后扒渣得到符合要求的Al-5Yb-3Te三元中间合金熔体；
(4)浇注
将步骤(3)得到的Al-5Yb-3Te三元中间合金熔体降温至700℃，在搅拌扒渣后浇注到预热至250℃的金属模具中，空冷至室温即得到Al-5Yb-3Te三元中间合金。
将本实施例制备的Al-5Yb-3Te三元中间合金取样检测分析Yb、Te的收得率，检测结果：Yb的收得率为92.7％，Te的收得率为97.9％。
实施例7
本实施例制备Al-15Pr-3Te三元中间合金，工艺步骤如下：
(1)配料
原料为纯度≥99.7％的Al锭、纯度≥99.9％的Pr和纯度≥99.9％Te，按Al-15Pr-3Te三元中间合金中Al、Pr、Te的质量分数(Pr的质量分数15.0％、Te的质量分数3.0％，Al的质量分数为82.0％)称量各原料；
(2)Pr的处理及Pr和Te包覆
将称量好的Pr用砂纸打磨表面，去除Pr表面氧化层，然后将去除表面氧化层的Pr和称量好的Te用铝箔包覆形成Pr和Te的包覆物，所述包覆物的数量为10个，各包覆物中Pr、Te的量分别为它们各自质量的10％；
(3)熔炼
将称量好的Al锭放入石墨坩埚，将装有Al锭的石墨坩埚置于电阻炉中在760℃加热熔化，当Al锭部分熔化时加入预热至110℃的覆盖剂氯化钾并保持前述温度直至Al锭全部熔化形成Al熔体，所述覆盖剂的加入量为所有原料总质量的1.0％，然后将Al熔体升温至940℃并在该温度将步骤(2)中铝箔包覆的Pr和Te分10批次用石墨钟罩压入Al熔体中，每次压入Pr和Te的量为它们总质量的10％(即1个Pr和Te的包覆物)，每次压入铝箔包覆的Pr和Te后反应3min再压入下一批次，在反应过程中用石墨棒对熔体进行搅拌，当压入熔体的最后批次的铝箔包覆的Pr和Te完全熔化后，对熔体进行超声处理，超声时间为30min，然后扒渣得到符合要求的Al-15Pr-3Te三元中间合金熔体；
(4)浇注
将步骤(3)得到的Al-15Pr-3Te三元中间合金熔体降温至720℃，在搅拌扒渣后浇注到预热至350℃的金属模具中，空冷至室温即得到Al-15Pr-3Te三元中间合金。
将本实施例制备的Al-15Pr-3Te三元中间合金取样检测分析Pr、Te的收得率，检测结果：Pr的收得率为93.2％，Te的收得率为98.1％。
应用例
本应用例制备的含Ce、Te铝合金化学成分为：Ce的质量分数为0.3％、Te的质量分数为0.1％，Fe的质量分数为0.25％，Si的质量分数为0.15％，Al的质量分数99.2％，工艺步骤如下：
(1)配料
原料为实施例1所制备的Al-3Ce-1Te三元中间合金、含铁硅的铝合金，按照含Ce、Te铝合金的化学成分称量原料。
(2)熔炼
将称量好的含铁硅的铝合金放入石墨坩埚，将装有含铁硅的铝合金的石墨坩埚置于电阻炉中，在680℃加热熔化，待含铁硅的铝合金部分熔化后，加所有原料总质量0.1％的覆盖剂,所述覆盖剂为预热至120℃的氯化钠，待含铁硅的铝合金全部熔化后得到铝合金熔体，然后将铝合金熔体升温至760℃，加入Al-3Ce-1Te三元中间合金，在反应过程中使用石墨棒对熔体进行搅拌，当Al-3Ce-1Te三元中间合金完全熔化后，对熔体进行超声处理，超声时间为10min，扒渣后得到符合要求的含Ce、Te铝合金熔体；
(4)浇注
将步骤(3)得到的含Ce、Te铝合金熔体降温至680℃，在搅拌扒渣后浇注到预热至200℃的金属模具中，空冷至室温即得到含Ce、Te铝合金。
将本应用例制备的含Ce、Te铝合金取样检测分析Ce、Te的收得率，Ce的收得率为92.1％，Te的收得率为97.3％。
对比例
本对比例制备与应用例相同化学成分的含Ce、Te铝合金，工艺步骤如下：
(1)配料
原料为Ce质量百分含量为10.0％的Al-10Ce中间合金、碲质量百分含量为2.0％的Al-2Te中间合金及含铁硅的铝合金，按照含Ce、Te铝合金的化学成分称量原料。
(2)熔炼
将称量好的含铁硅的铝合金放入石墨坩埚，将装有含铁硅的铝合金的石墨坩埚置于电阻炉中，在680℃加热熔化，待含铁硅的铝合金部分熔化后，加入所有原料总质量0.1％的覆盖剂，所述覆盖剂为预热至120℃的氯化钠，待含铁硅的铝合金全部熔化后得到铝合金熔体，然后将铝合金熔体升温至760℃，将Al-10Ce中间合金加入到铝合金熔体中，待Al-10Ce中间合金全部熔化后，降温至740℃加入Al-2Te中间合金，在反应过程中使用石墨棒对熔体进行搅拌，待Al-2Te中间合金全部熔化后，对熔体进行超声处理，超声时间为10min，得到符合要求的含Ce、Te铝合金熔体；
(3)浇注
将步骤(3)得到的含Ce、Te铝合金熔体降温至680℃，在搅拌扒渣后浇注到预热至200℃的金属模具中，空冷至室温即得到含Ce、Te铝合金。
将本对比例制备的含Ce、Te铝合金取样检测分析Ce、Te的收得率，Ce的收得率为90.7％，Te的收得率为95.6％。
从上述应用例与对比例可以看出，应用例与对比例相比，不仅可简化含Ce、Te铝合金的制备工艺，而且可缩短熔炼时间。因此，使用本发明所述Al-RE-Te三元中间合金与使用Al-RE和Al-Te两种二元中间合金相比，可简化含RE、Te铝合金的制备工艺和缩短熔炼时间。
应用例与对比例的原料成本分析(以当前的市价计算)：
1、应用例的原料成本
(1)制备1kgAl-3Ce-1Te三元中间合金的原料成本
制备1kg的Al-3Ce-1Te三元中间合金需要原料为纯度≥99.7％的Al锭960g、纯度≥99.9％的Ce30g、纯度≥99.9％的Te10g，Al锭的市场价格为35元/kg，Ce的市场价格为50元/kg，Te的市场价格为450元/kg，1kg的Al-3Ce-1Te三元中间合金成本为35×0.96+50×0.03+450×0.01＝39.6元。
(2)应用例的原料成本
应用例1中制备含Ce、Te铝合金所需原材料成本：Al-3Ce-1Te三元中间合金成本为39.6元/kg，含铁硅的铝合金的市场价格为40元/kg。制备1kg含Ce、Te铝合金所需Al-3Ce-1Te三元中间合金100g，含铁硅的铝合金900g，制备1kg含Ce、Te铝合金所需成本为39.6×0.1+40×0.9＝39.96元。
2、对比例的原料成本
对比例制备含Ce、Te铝合金所需原材料成本：Al-10Ce中间合金的市场价格为180元/kg，Al-2Te中间合金的市场价格为480元/kg，含铁硅的铝合金的市场价格为40元/kg。制备1kg含Ce、Te铝合金所需Al-10Ce中间合金30g，Al-2Te中间合金50g，含铁硅的铝合金920g，制备1kg含Ce、Te铝合金所需成本为180×0.03+480×0.05+40×0.92＝66.2元。
从上述应用例与对比例的原料成本分析可以看出，制备相同量的含Ce、Te铝合金，对比例的原料成本是应用例原料成本的1.66倍。因此，使用本发明所述Al-RE-Te三元中间合金与使用Al-RE和Al-Te两种二元中间合金相比，制备相同量的含RE、Te铝合金可降低原料成本。

Claims (6)

1.一种Al-RE-Te三元中间合金的制备方法，所述Al-RE-Te三元中间合金由质量分数3.0% ~ 20.0%的RE、质量分数1.0% ~ 6.0%的Te、质量分数74.0% ~ 96.0%的Al组成，其特征在于工艺步骤如下：
（1）配料
以质量百分比≥99.7%的Al锭及质量百分比≥99.9%的RE和Te为原料，按Al-RE-Te三元中间合金中Al、RE、Te的质量分数计量Al锭、RE和Te；
（2）RE的处理及RE和Te包覆
将称量好的RE进行去除表面氧化层的处理，然后将去除表面氧化层的RE和称量好的Te用铝箔包覆形成多个RE和Te的包覆物；
（3）熔炼
将称量好的Al锭在680℃~760℃加热熔化，当Al锭部分熔化时加入经预热处理的覆盖剂并保持前述温度直至Al锭全部熔化形成Al熔体，所述覆盖剂的加入量为所有原料总质量的0.1~1%，然后将Al熔体升温至800℃~940℃并在该温度将步骤（2）中铝箔包覆的RE和Te分5~10批次用石墨钟罩压入Al熔体中，每次压入RE和Te的量为它们总质量的10%~20%，每次压入铝箔包覆的RE和Te后反应2min~5min再压入下一批次，在反应过程中对熔体进行搅拌，当压入熔体的最后批次的铝箔包覆的RE和Te完全熔化后，对熔体进行超声处理，然后扒渣得到符合要求的Al-RE-Te三元中间合金熔体；
（4）浇注
将步骤（3）得到的Al-RE-Te三元中间合金熔体降温至680℃~720℃，在搅拌扒渣后浇注到预热至200℃~350℃的金属模具中，空冷至室温即得到Al-RE-Te三元中间合金。
2.根据权利要求1所述Al-RE-Te三元中间合金的制备方法，其特征在于步骤（2）中，RE去除表面氧化层的处理采用砂纸打磨法。
3.根据权利要求1或2 所述Al-RE-Te三元中间合金的制备方法，其特征在于步骤（3）中，所述覆盖剂为氯化钠、氯化钾中的至少一种，覆盖剂的预热处理是在将覆盖剂用铝箔包覆后预热至110℃~130℃。
4.根据权利要求1或2 所述Al-RE-Te三元中间合金的制备方法，其特征在于步骤（3）中，对熔体进行超声处理的时间为10min~30min。
5.根据权利要求3所述Al-RE-Te三元中间合金的制备方法，其特征在于步骤（3）中，对熔体进行超声处理的时间为10min~30min。
6.权利要求1至5中任一权利要求所述方法制备的Al-RE-Te三元中间合金。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114134357A (zh) * 2021-11-09 2022-03-04 阿坝铝厂 一种高强度高导电率电工圆铝杆生产工艺

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB595531A (en) * 1945-07-06 1947-12-08 Rupert Martin Bradbury Aluminium base alloys
CN103866166A (zh) * 2014-03-05 2014-06-18 中信戴卡股份有限公司 一种铝合金制备工艺
CN104195385A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 沈阳工业大学 提高亚共晶Al-Si合金电导率的长效变质剂及制备和使用方法
CN105039796A (zh) * 2015-09-10 2015-11-11 成都锦钛精工科技有限公司 铝碲中间合金及其制备方法与应用
CN105087987A (zh) * 2014-05-11 2015-11-25 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 一种提高锌铝铜铬硅锰合金摩擦磨损性能的复合变质剂
CN107699750A (zh) * 2017-09-29 2018-02-16 中国航发北京航空材料研究院 一种铝硅磷锶硼镧钛中间合金及制备方法
CN108004436A (zh) * 2017-12-28 2018-05-08 天津那诺机械制造有限公司 一种变质剂、使用其精炼铝合金的制备方法及得到的铝合金
CN109576561A (zh) * 2019-01-23 2019-04-05 铜陵市大明玛钢有限责任公司 一种冷硬铸铁轧辊复合变质处理工艺
JP2020037730A (ja) * 2018-09-05 2020-03-12 トヨタ自動車株式会社 アルミニウム合金及びその製造方法
CN111118357A (zh) * 2020-01-17 2020-05-08 四川大学 铝-铜-碲合金及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103131908A (zh) * 2011-11-29 2013-06-05 贵州铝厂 Al-Zn-Nb-Sb-Te低锌高性能热浸镀镀层材料
CN102994817B (zh) * 2012-12-04 2014-01-08 安徽太平洋电缆股份有限公司 一种稀土铝合金导体及其制备方法
CN103966471B (zh) * 2014-04-09 2016-10-26 马鞍山新嘉机械制造有限公司 一种含有金属碲的汽车铝合金板材的制备方法
CN107828991A (zh) * 2017-10-20 2018-03-23 广州宇智科技有限公司 含Sc和Te可阻燃的铝锂合金及其加工工艺
CN108300908A (zh) * 2018-02-26 2018-07-20 广州宇智科技有限公司 铜包铝线用高导电含Ba和Re铝合金及其加工工艺
CN110714144A (zh) * 2019-10-09 2020-01-21 宁波泰意德过滤技术有限公司 一种用于汽车拨叉的高强度压铸铝合金材料及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB595531A (en) * 1945-07-06 1947-12-08 Rupert Martin Bradbury Aluminium base alloys
CN103866166A (zh) * 2014-03-05 2014-06-18 中信戴卡股份有限公司 一种铝合金制备工艺
CN105087987A (zh) * 2014-05-11 2015-11-25 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 一种提高锌铝铜铬硅锰合金摩擦磨损性能的复合变质剂
CN104195385A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 沈阳工业大学 提高亚共晶Al-Si合金电导率的长效变质剂及制备和使用方法
CN105039796A (zh) * 2015-09-10 2015-11-11 成都锦钛精工科技有限公司 铝碲中间合金及其制备方法与应用
CN107699750A (zh) * 2017-09-29 2018-02-16 中国航发北京航空材料研究院 一种铝硅磷锶硼镧钛中间合金及制备方法
CN108004436A (zh) * 2017-12-28 2018-05-08 天津那诺机械制造有限公司 一种变质剂、使用其精炼铝合金的制备方法及得到的铝合金
JP2020037730A (ja) * 2018-09-05 2020-03-12 トヨタ自動車株式会社 アルミニウム合金及びその製造方法
CN109576561A (zh) * 2019-01-23 2019-04-05 铜陵市大明玛钢有限责任公司 一种冷硬铸铁轧辊复合变质处理工艺
CN111118357A (zh) * 2020-01-17 2020-05-08 四川大学 铝-铜-碲合金及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Al-Ce中间合金的微观组织和细化机制的研究;何毅等;《稀有金属》;20170119;第42卷(第04期);全文 *
Modification of Al-Si alloys with Ba, Ca, Y and Yb;Knuutinen A等;《Journal of Light Metals》;20011130;第1卷(第4期);全文 *
Sb、Te变质对ZL101合金组织和性能的影响;胡中潮等;《铸造》;20180610;第67卷(第6期);全文 *

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