CN113913633A - 一种铝中间合金的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝中间合金的制备，设备如下：熔化电炉，测温仪，电阻烘箱；材料如下：铝锭，硅铝锭，镁锭，铝锰合金，氯化锌，氯化钠，氟化钠，氯化镁，冰晶石，六氟铝酸钠，氧化锌，水玻璃。通过向炉内通入Kr气体的净化方法，利用Kr气体对溶体进行除氢、除渣、过滤处理，以消除或减少溶体内产生的针孔。

Description

一种铝中间合金的制备工艺

技术领域

本发明涉及铝合金制作技术领域，尤其是一种铝中间合金的制备工艺。

背景技术

铝合金的传统制备工艺是对掺法，主要是以金属铝和金属单质或高含量 铝中间合金为原料进行高温熔配。但由于某些金属如金属钪和钪铝合金价格 较高，且在熔配过程中难熔解、易偏析；随着能源价格不断上涨，熔配法成 本高、能耗高、时间长、效率低和质量不稳定等问题越发突出。

现有的铝中间合金的制备存在严重的缺陷就是在制作的时候不能有效的 对溶体进行除氢、除渣、过滤处理，从而会使溶体的内部产生针孔，并且不 能有效的将变质剂带来的变质进行叠加，从而会影响到铝合金使用性能的功 能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝中间合金的制备，解决了背景技术中所提 出的在制作的时候不能有效的对溶体进行除氢、除渣、过滤处理，从而会使 溶体的内部产生针孔，并且不能有效的将变质剂带来的变质进行叠加，从而 会影响到铝合金使用性能的问题。

本发明为解决上述技术不足，采用改性的技术方案，一种铝中间合金的 制备，设备如下：熔化电炉，测温仪，电阻烘箱；材料如下：铝锭，硅铝锭， 镁锭，铝锰合金，氯化锌，氯化钠，氟化钠，氯化镁，冰晶石，六氟铝酸钠， 氧化锌，水玻璃。

作为本发明的一种优选实施方式，制备步骤如下：

S1：配制溶剂：1)：将氯化锌放入托盘在电阻烘箱进行400～500℃烘烤 3～4小时，随炉冷却后装入干燥瓶备用；2)：配制四元钠盐变质剂；配方如 下：氯化钠10％；氯化钾10％；氟化钠50％；冰晶石30％；将上述各种药品称 量后机械混合好，放入电阻烘箱，在托盘进行200～250℃烘烤2～4小时，随 炉冷却后装入干燥瓶备用；

S2：配制涂料：氧化锌：水玻璃：水＝35：8：57；

S3：炉料处理：各种原材料处理洁净，并破碎成适当的粒度；然后进行 配料；

S4：熔化：将坩埚加热至暗红色，加入铝锭和硅铝锭，升温熔炼；当全 部熔化测温达700～720℃时，加入铝锰合金锭；

S5：精炼处理：调整温度到710～730℃，加入1～1.5﹪氯化锌精炼除气， 搅拌溶液5～15分钟，然后加入镁锭；

S6：变质处理：升温至730℃，除去熔渣，然后用占炉料重1.5～2﹪的 变质剂以钟罩压入溶液进行变质处理，搅拌5～10分钟；

S7：浇注：升温至720～730℃，静置15～25分钟，观察断口以致密银白 为合格，调整温度到700～720℃浇注；

S8：铸锭：锭模事先刷好涂料并烘干预热到150℃以上，将融水浇筑至锭 模内，冷却后开模取出铸锭。

作为本发明的一种优选实施方式，步骤S2过后，将坩埚，锭模和各种操 作工具刷涂料并350～400℃预热。

作为本发明的一种优选实施方式，步骤S5中，在加镁的时候，要用钟罩 把镁块压入合金液下部，但不要接触坩埚底部，稍停留几秒钟再做缓慢迂回 运动，使之均匀分布在合金液中。

作为本发明的一种优选实施方式，当炉料全部融化后，在熔体表面会形 成一层由有机溶剂、金属氧化物和其他非金属夹杂物所组成的熔渣，在进行 浇注之前，将这层渣除去。

作为本发明的一种优选实施方式，熔化工具涂上涂料后预热的温度为 200～250℃，变质剂的烘干温度为300～400℃，精炼温度为715～730℃，加 入变质剂的温度一般为700～730℃。

作为本发明的一种优选实施方式，熔体完全溶解时，稳定炉温，将Kr通 过管道通入炉内，并且搅动熔液，可以看见熔体有气泡冒出；通过Kr搅动熔 液，使杂质上浮；通完气体后，使熔体静置放置一段时间。

作为本发明的一种优选实施方式，在保证一系列的工艺操作所必须要的 时间的前提下，应尽量缩短熔炼时间。

本发明所达到的有益效果是：通过向炉内通入Kr气体的净化方法，利用 Kr气体对溶体进行除氢、除渣、过滤处理，以消除或减少溶体内产生的针孔。

选用变质剂对合金进行变质处理，复合变质剂的变质作用还可以互相叠 加、互相弥补，使变质效果大大增强，进而提高铝合金的使用性能。

具体实施方式

一种铝中间合金的制备，设备如下：熔化电炉，测温仪，电阻烘箱；材 料如下：铝锭，硅铝锭，镁锭，铝锰合金，氯化锌，氯化钠，氟化钠，氯化 镁，冰晶石，六氟铝酸钠，氧化锌，水玻璃。

制备步骤如下：

S1：配制溶剂：1)：将氯化锌放入托盘在电阻烘箱进行400～500℃烘烤 3～4小时，随炉冷却后装入干燥瓶备用；2)：配制四元钠盐变质剂；配方如 下：氯化钠10％；氯化钾10％；氟化钠50％；冰晶石30％；将上述各种药品称 量后机械混合好，放入电阻烘箱，在托盘进行200～250℃烘烤2～4小时，随 炉冷却后装入干燥瓶备用；

S2：配制涂料：氧化锌：水玻璃：水＝35：8：57；

S3：炉料处理：各种原材料处理洁净，并破碎成适当的粒度；然后进行 配料；

S4：熔化：将坩埚加热至暗红色，加入铝锭和硅铝锭，升温熔炼；当全 部熔化测温达700～720℃时，加入铝锰合金锭；

S5：精炼处理：调整温度到710～730℃，加入1～1.5﹪氯化锌精炼除气， 搅拌溶液5～15分钟，然后加入镁锭；

S6：变质处理：升温至730℃，除去熔渣，然后用占炉料重1.5～2﹪的 变质剂以钟罩压入溶液进行变质处理，搅拌5～10分钟；

S7：浇注：升温至720～730℃，静置15～25分钟，观察断口以致密银白 为合格，调整温度到700～720℃浇注；

S8：铸锭：锭模事先刷好涂料并烘干预热到150℃以上，将融水浇筑至锭 模内，冷却后开模取出铸锭。

步骤S2过后，将坩埚，锭模和各种操作工具刷涂料并350～400℃预热。

步骤S5中，在加镁的时候，要用钟罩把镁块压入合金液下部，但不要接 触坩埚底部，稍停留几秒钟再做缓慢迂回运动，使之均匀分布在合金液中， 不能让镁漂浮在液面上，否则会造成燃烧损失。

当炉料全部融化后，在熔体表面会形成一层由有机溶剂、金属氧化物和 其他非金属夹杂物所组成的熔渣，在进行浇注之前，将这层渣除去，防止熔 体夹渣；2)减少熔体吸气机会；3)加强传热，扒渣时，工具要干净，要预 热，操作要平稳不起波浪。

熔化工具涂上涂料后预热的温度为200～250℃，变质剂的烘干温度为 300～400℃，精炼温度为715～730℃，加入变质剂的温度一般为700～730℃， 合适的熔炼温度才能保证高质量的熔炼效果；温度过高，会增加各元素的烧 损，引起合金中化学成分的变化，从而影响合金的性能；还会造成合金液的 过热，导致晶粒粗大、针孔增加及铸件缩松的倾向增大等一系列问题；而温 度过低，充型能力不好，容易产生浇不足、夹杂、冷隔等缺陷。

熔体完全溶解时，稳定炉温，将Kr通过管道通入炉内，并且搅动熔液， 可以看见熔体有气泡冒出；通过Kr搅动熔液，使杂质上浮；通完气体后，使 熔体静置放置一段时间，以消除或减少溶体内产生的针孔。

在保证一系列的工艺操作所必须要的时间的前提下，应尽量缩短熔炼时 间，熔炼时间越长，则熔炉生产率越低，炉料氧化吸气程度越严重，铸锭形 成粗晶组织和裂纹的倾向化越大。精炼后的熔体，在炉中停留的时间越久， 则熔体重新污染，成分发生变化，质量降低的可能性越大。

工作原理：先配制配制溶剂，将氯化锌放入托盘在电阻烘箱进行400～500 ℃烘烤3～4小时，随炉冷却后装入干燥瓶备用，再进行配制四元钠盐变质剂； 配方如下：氯化钠10％；氯化钾10％；氟化钠50％；冰晶石30％；将上述各种 药品称量后机械混合好，放入电阻烘箱，在托盘进行200～250℃烘烤2～4小 时，随炉冷却后装入干燥瓶备用；接着进行配制涂料：氧化锌：水玻璃：水 配料比按照35：8：57进行配制；炉料处理：各种原材料处理洁净，并破碎 成适当的粒度；然后进行配料；熔化：将坩埚加热至暗红色，加入铝锭和硅 铝锭，升温熔炼；当全部熔化测温达700～720℃时，加入铝锰合金锭；精炼 处理：调整温度到710～730℃，加入1～1.5﹪氯化锌精炼除气，搅拌溶液5～ 15分钟，然后加入镁锭；变质处理：升温至730℃，除去熔渣，然后用占炉 料重1.5～2﹪的变质剂以钟罩压入溶液进行变质处理，搅拌5～10分钟；浇 注：升温至720～730℃，静置15～25分钟，观察断口以致密银白为合格，调 整温度到700～720℃浇注；铸锭：锭模事先刷好涂料并烘干预热到150℃以 上，将融水浇筑至锭模内，冷却后开模取出铸锭。

实施例1

将50千克铝锭和20千克硅铝锭放入熔炼炉中加热熔化，再将5千克铝 锰合金锭、2千克镁锭加入熔炼炉内，向熔炼炉内通入Kr气体并加入复合变 质剂进行搅拌铸锭，操作步骤如上，最后冷却开模成型，成型后测试性能。

实施例2

将50千克铝锭和20千克硅铝锭放入熔炼炉中加热熔化，再将5千克铝 锰合金锭、2千克镁锭加入熔炼炉内，向熔炼炉内加入复合变质剂进行搅拌铸 锭，操作步骤如上，最后冷却开模成型，成型后测试性能。

实施例3

将50千克铝锭和20千克硅铝锭放入熔炼炉中加热熔化，再将5千克铝 锰合金锭、2千克镁锭加入熔炼炉内，向熔炼炉内通入Kr气体进行搅拌铸锭， 操作步骤如上，最后冷却开模成型，成型后测试性能。

实施例4

将50千克铝锭和20千克硅铝锭放入熔炼炉中加热熔化，再将5千克铝 锰合金锭、2千克镁锭加入熔炼炉内，操作步骤如上，最后冷却开模成型，成 型后测试性能。

根据上述得出的最终成型的铝合金成品进行性能测试：

	1	2	3	4
					针孔	小	大	小	大
抗蚀性能	强	弱	强	弱
					力学性能	强	强	弱	弱
强度	强	弱	强	弱

根据表格得知：在制作铝合金的过程中加入Kr和复合变质剂最终体现出 的各方面性能均强于未添加Kr和复合变质剂中的一个或者两个，能够明显的 改善最终成品的抗蚀性能、力学性能和强度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本 领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背 离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因 此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的， 本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求 的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实 施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起 见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也 可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种铝中间合金的制备，其特征在于：设备如下：熔化电炉，测温仪，电阻烘箱；材料如下：铝锭，硅铝锭，镁锭，铝锰合金，氯化锌，氯化钠，氟化钠，氯化镁，冰晶石，六氟铝酸钠，氧化锌，水玻璃。

2.根据权利要求1所述的一种铝中间合金的制备工艺，其特征在于，制备步骤如下：

S1：配制溶剂：1)：将氯化锌放入托盘在电阻烘箱进行400～500℃烘烤3～4小时，随炉冷却后装入干燥瓶备用；2)：配制四元钠盐变质剂；配方如下：氯化钠10％；氯化钾10％；氟化钠50％；冰晶石30％；将上述各种药品称量后机械混合好，放入电阻烘箱，在托盘进行200～250℃烘烤2～4小时，随炉冷却后装入干燥瓶备用；

S2：配制涂料：氧化锌：水玻璃：水＝35：8：57；

S3：炉料处理：各种原材料处理洁净，并破碎成适当的粒度；然后进行配料；

S4：熔化：将坩埚加热至暗红色，加入铝锭和硅铝锭，升温熔炼；当全部熔化测温达700～720℃时，加入铝锰合金锭；

S5：精炼处理：调整温度到710～730℃，加入1～1.5﹪氯化锌精炼除气，搅拌溶液5～15分钟，然后加入镁锭；

S6：变质处理：升温至730℃，除去熔渣，然后用占炉料重1.5～2﹪的变质剂以钟罩压入溶液进行变质处理，搅拌5～10分钟；

S7：浇注：升温至720～730℃，静置15～25分钟，观察断口以致密银白为合格，调整温度到700～720℃浇注；

S8：铸锭：锭模事先刷好涂料并烘干预热到150℃以上，将融水浇筑至锭模内，冷却后开模取出铸锭。

3.根据权利要求2所述的一种铝中间合金的制备工艺，其特征在于，步骤S2过后，将坩埚，锭模和各种操作工具刷涂料并350～400℃预热。

4.根据权利要求2所述的一种铝中间合金的制备工艺，其特征在于，步骤S5中，在加镁的时候，要用钟罩把镁块压入合金液下部，但不要接触坩埚底部，稍停留几秒钟再做缓慢迂回运动，使之均匀分布在合金液中。

5.根据权利要求2所述的一种铝中间合金的制备工艺，其特征在于，当炉料全部融化后，在熔体表面会形成一层由有机溶剂、金属氧化物和其他非金属夹杂物所组成的熔渣，在进行浇注之前，将这层渣除去。

6.根据权利要求2所述的一种铝中间合金的制备工艺，其特征在于：熔化工具涂上涂料后预热的温度为200～250℃，变质剂的烘干温度为300～400℃，精炼温度为715～730℃，加入变质剂的温度一般为700～730℃。

7.根据权利要求2所述的一种铝中间合金的制备工艺，其特征在于：熔体完全溶解时，稳定炉温，将Kr通过管道通入炉内，并且搅动熔液，可以看见熔体有气泡冒出；通过Kr搅动熔液，使杂质上浮；通完气体后，使熔体静置放置一段时间。

8.根据权利要求2所述的一种铝中间合金的制备工艺，其特征在于：在保证一系列的工艺操作所必须要的时间的前提下，应尽量缩短熔炼时间。