CN115109961A - 铝合金稀土精炼剂及其制备方法 - Google Patents
铝合金稀土精炼剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115109961A CN115109961A CN202210654914.4A CN202210654914A CN115109961A CN 115109961 A CN115109961 A CN 115109961A CN 202210654914 A CN202210654914 A CN 202210654914A CN 115109961 A CN115109961 A CN 115109961A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rare earth
- flux
- aluminum alloy
- refining agent
- dehydration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 143
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 77
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 58
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 96
- -1 rare earth salt Chemical class 0.000 claims abstract description 66
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 58
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 52
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 50
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 50
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 40
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 40
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims abstract description 25
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 25
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 claims abstract description 20
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 claims abstract description 20
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 47
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 claims description 39
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 39
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 39
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 239000011833 salt mixture Substances 0.000 claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 32
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 32
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 12
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 4
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract description 3
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 8
- OBOSXEWFRARQPU-UHFFFAOYSA-N 2-n,2-n-dimethylpyridine-2,5-diamine Chemical compound CN(C)C1=CC=C(N)C=N1 OBOSXEWFRARQPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- GHLITDDQOMIBFS-UHFFFAOYSA-H cerium(3+);tricarbonate Chemical compound [Ce+3].[Ce+3].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O GHLITDDQOMIBFS-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- QCCDYNYSHILRDG-UHFFFAOYSA-K cerium(3+);trifluoride Chemical compound [F-].[F-].[F-].[Ce+3] QCCDYNYSHILRDG-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NYMLCLICEBTBKR-UHFFFAOYSA-H scandium(3+);tricarbonate Chemical compound [Sc+3].[Sc+3].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O NYMLCLICEBTBKR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- OEKDNFRQVZLFBZ-UHFFFAOYSA-K scandium fluoride Chemical compound F[Sc](F)F OEKDNFRQVZLFBZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 description 3
- DVMZCYSFPFUKKE-UHFFFAOYSA-K scandium chloride Chemical compound Cl[Sc](Cl)Cl DVMZCYSFPFUKKE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K lanthanum(iii) chloride Chemical compound Cl[La](Cl)Cl ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- BYMUNNMMXKDFEZ-UHFFFAOYSA-K trifluorolanthanum Chemical compound F[La](F)F BYMUNNMMXKDFEZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229940105963 yttrium fluoride Drugs 0.000 description 2
- RBORBHYCVONNJH-UHFFFAOYSA-K yttrium(iii) fluoride Chemical compound F[Y](F)F RBORBHYCVONNJH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910017569 La2(CO3)3 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K cerium trichloride Chemical compound Cl[Ce](Cl)Cl VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- NZPIUJUFIFZSPW-UHFFFAOYSA-H lanthanum carbonate Chemical compound [La+3].[La+3].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O NZPIUJUFIFZSPW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229960001633 lanthanum carbonate Drugs 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- QVOIJBIQBYRBCF-UHFFFAOYSA-H yttrium(3+);tricarbonate Chemical compound [Y+3].[Y+3].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O QVOIJBIQBYRBCF-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/026—Alloys based on aluminium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本申请提出一种铝合金稀土精炼剂及其制备方法，其中，铝合金稀土精炼剂包括熔剂和稀土盐，其中，熔剂按质量百分比计算的组分为：冰晶石5‑20％，氟化钠3‑8％，氯化钾5‑20％，氯化钠20‑35％，氯化镁10‑35％，稀土盐按质量百分比计算的组分为：氯化稀土4‑10％，碳酸稀土5‑15％，氟化稀土4‑10％。由此，通过将稀土盐引入到熔剂中，稀土盐与熔体接触时，稀土盐被还原成高活性的稀土单质，稀土单质与非金属氧化夹杂物中的Al2O3反应，生成稀土氧化物，将Al2O3中的Al置换出来，以去除Al2O3；同时稀土单质在高温下与[H]发生反应生成稳定的稀土氢化物，从而去除铝液中的H2，达到除[H]的目的，另外，活性稀土与氧的亲和力大于铝与氧的亲和力，改变了熔剂的表面能，使得滤渣与铝体更易分离，有利于清渣。
Description
技术领域
本申请涉及铝合金熔炼加工技术领域，尤其涉及一种铝合金稀土精炼剂及其制备方法。
背景技术
铝合金车轮与钢质汽车轮毂相比，铝合金轮毂的优点比较明显：
(1)密度小，约为钢的1/3，这着采用相同体积的铝合金轮毂将比钢质轮毂轻2/3。
(2)铝的热导率高，而钢的热导率低，因此同等条件下，铝合金轮毂的散热性能优于钢质轮毂。
(3)时尚美观，耐腐蚀处理以及涂装着色后的铝合金轮毂色泽多样、精致美观。
铝合金车轮生产中多采用低压铸造，现有的低压铸造铝合金车轮行业目前面临如下问题：产品外观要求高，即铝液的纯净度要求高，现有熔剂除渣效果不能满足要求。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种铝合金稀土精炼剂，通过将稀土盐引入到熔剂中，稀土盐与熔体接触时，稀土盐被还原成高活性的稀土单质，稀土单质会与非金属氧化夹杂物中的Al2O3反应，生成稀土氧化物，将Al2O3中的Al置换出来，以去除Al2O3；同时稀土单质在高温下与[H]发生反应生成稳定的稀土氢化物，改变了[H]在铝液中的状态，从而去除铝液中的H2，达到除[H]的目的，另外，活性稀土与氧的亲和力大于铝与氧的亲和力，改变了熔剂的表面能，使得滤渣与铝体更易分离，有利于清渣。
为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种稀土精炼剂，由熔剂和稀土盐组成，其中，所述熔剂按质量百分比计算的组分为：冰晶石5-20％，氟化钠3-8％，氯化钾5-20％，氯化钠20-35％，氯化镁10-35％，所述稀土盐按质量百分比计算的组分为：氯化稀土4-10％，碳酸稀土5-15％，氟化稀土4-10％。
在本申请的一个实施例中，所述冰晶石是分子比为2.0～2.8的高分子比冰晶石。
在本申请的一个实施例中，所述稀土盐中的稀土包含钇、钪、铈、镧中的一种或多种。
在本申请的一个实施例中，铝合金稀土精炼剂的精炼温度处于740-780℃之间，精炼时间是20～40min中的任一值。
本申请的第二个目的在于提出一种铝合金稀土精炼剂的制备方法，包括将所述冰晶石、所述氟化钠、所述氯化钾、所述氯化钠和所述氯化镁按照第一质量百分比进行混合破碎，以得到熔剂混合物；将所述氯化稀土、所述碳酸稀土和所述氟化稀土按照第二质量百分比进行混合破碎，以得到稀土盐混合物；对所述熔剂混合物进行脱水处理，以得到脱水熔剂；对所述脱水熔剂进行固化处理，以得到固化熔剂；将所述固化熔剂和所述稀土盐混合物放入球磨罐中，并将所述球磨罐置于球磨机上进行球磨，以得到铝合金稀土精炼剂。
根据本申请实施例中的铝合金稀土精炼剂的制备方法，操作简单安全，无毒无污染，制备的铝合金稀土精炼剂粒度均匀，分散性好。
在本申请的一个实施例中，对所述熔剂混合物进行脱水处理，以得到脱水熔剂，包括：通过烘箱或干燥箱对所述熔剂混合物进行脱水处理，以得到脱水熔剂，其中，所述熔剂混合物的脱水温度处于300-350℃之间，所述熔剂混合物的脱水时间为20-30min中的任一值。
在本申请的一个实施例中，对所述脱水熔剂进行固化处理，以得到固化熔剂，包括：将所述脱水熔剂放入坩埚中进行加热，以得到熔融后的脱水熔剂，其中，所述脱水熔剂的加热温度处于750-790℃之间，所述脱水熔剂的加热时间为20-30mi n中的任一值。
在本申请的一个实施例中，所述球磨机的转速为200r/mi n、所述球磨罐的公转与自转转速比为1：2和球磨时间为10～30min中的任一值。
通过采用上述实施例的技术方案后，本申请的铝合金稀土精炼剂及其制备方法和现有技术相比所具有的优点是：
(1)将稀土盐与熔体接触时，稀土盐被还原成高活性的稀土单质，稀土单质会与非金属氧化夹杂物中的Al2O3反应，生成稀土氧化物，将Al2O3中的AL置换出来，以去除Al2O3；
(2)同时稀土单质在高温下与[H]发生反应生成稳定的稀土氢化物，改变了[H]在铝液中的状态，从而去除铝液中的H2，达到除[H]的目的；
(3)活性稀土与氧的亲和力大于铝与氧的亲和力，改变了熔剂的表面能，使得滤渣与铝体更易分离，有利于清渣。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面对实施例的描述中将变得明显和容易理解。
图1为根据本申请一个实施例的铝合金稀土精炼剂的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本申请作进一步说明，但本申请的保护范围和应用范围不限于以下实施例。
本申请实施例的铝合金稀土精炼剂，可包括熔剂和稀土盐(即由熔剂和稀土盐组成)，其中，熔剂按质量百分比计算的组分可为：冰晶石5-20％，氟化钠3-8％，氯化钾5-20％，氯化钠20-35％，氯化镁10-35％，稀土盐按质量百分比计算的组分可为：氯化稀土4-10％，碳酸稀土5-15％，氟化稀土4-10％，其中，稀土盐中的稀土可包括钇、钪、铈、镧中的一种或多种
需要说明的是，该实施例中所描述的熔剂中的组分冰晶石、氟化钠、氯化钾、氯化钠和氯化镁均采用分析纯试剂，熔剂的质量百分比可为第一质量百分比，稀土盐的质量百分比可为第二质量百分比。另外，该实施例中所描述的氯化稀土可包括氯化钇、氯化钪、氯化铈和氯化镧等，该实施例中所描述的碳酸稀土可包括碳酸铈、碳酸钪、碳酸钇和碳酸镧等，该实施例中所描述的氟化稀土可包括氟化钇、氟化钪、氟化铈和氟化镧等。
在本申请的实施例中，氯化钠和氯化钾对固态三氧化二铝、夹杂物和氧化膜有很强的浸润能力，且在熔炼温度下氯化钠和氯化钾的比重只有1.55g/cm3和l.50g/cm3，显著小于铝熔体的比重，故能很好地铺展在铝合金熔体表面，破碎和吸附熔体表面的氧化膜。
在本申请的实施例中，冰晶石主要起精炼作用，在随着冰晶石含量的增加，氧化铝在熔剂中的溶解度也随之增加，在氯化钠和氯化钾的混合物中添加冰晶石，可提高氯化钠和氯化钾的吸附能力，温度越高，冰晶石溶解氧化铝的能力较大，使滤渣更易于与铝液分离，冰晶石还能有效地去除熔体表面的氧化膜，提高除气效果，增大混合熔盐的表面张力，使已吸附氧化物的熔盐球状化，便于与熔体分离，减少固滤渣夹裹铝而造成的损耗。
在本申请的实施例中，氯化镁的表面张力小，润湿性好，与氯化钠和氯化钾配合使用，提高氯化钠和氯化钾的浸润能力。
在本申请的实施例中，稀土盐与熔体反应生成稀土单质，稀土单质能置换和吸附熔体中的杂质氢形成络合物REH2或REH3，从而达到除氢的作用，又可与氧化铝反应置换出铝，从而降低铝液中氧化物夹杂的数量，使三氧化二铝夹杂的尺寸变小，还可使铝合金起到晶粒细化和变质的作用。
进一步地，冰晶石是分子比可为2.0～2.8的高分子比冰晶石。
需要说明的是，该实施例中所描述的分子比是指冰晶石中氟化钠与氟化铝的分子之比，高分子比的冰晶石溶解氧化铝的能力更强，能更好的起到精炼效果。
进一步地，本申请实施例提供的铝合金稀土精炼剂，实际在使用时的精炼温度可处于740-780℃之间，精炼时间可以是20～40min中的任一值。
需要说明的是，铝合金在精炼时，其精炼温度要高于浇铸温度的20～30℃，以溶解铝液中的非金属夹杂物(特别是氧化物)。
为了清楚的说明上述实施例中记载的铝合金稀土精炼剂，如图1所示，本申请实施例还提供了铝合金稀土精炼剂的制备方法，可包括：
步骤101，将冰晶石、氟化钠、氯化钾、氯化钠和氯化镁按照第一质量百分比进行混合破碎，以得到熔剂混合物，将氯化稀土、碳酸稀土和氟化稀土按照第二质量百分比进行混合破碎，以得到稀土盐混合物。
需要说明的是，该实施例中描述得冰晶石、氟化钠、氯化钾、氯化钠、氯化镁以及氯化稀土、碳酸稀土和氟化稀土可由相关人员进行采购，其中，冰晶石、氟化钠、氯化钾、氯化钠和氯化镁按照第一质量百分比称取后放入破碎机中破碎混合，以得到熔剂混合物，氯化稀土、碳酸稀土和氟化稀土按照第二质量百分比称取后放入破碎机中破碎混合，以得到稀土盐混合物。
步骤102，对熔剂混合物进行脱水处理，以得到脱水熔剂。
在本申请实施例中，可通过烘箱或干燥箱对熔剂混合物进行脱水处理，以得到脱水熔剂(即上述熔剂混合物经过烘箱或干燥箱脱水处理后得到的熔剂)。
具体地，将破碎混合后的熔剂混合物放入烘箱或干燥箱中，设置烘箱或干燥箱的脱水温度处于300-350℃之间，且熔剂混合物的脱水时间为20-30min中的任一值，去除熔剂混合物各组分中的水分，以得到脱水熔剂。
步骤103，对脱水熔剂进行固化处理，以得到固化熔剂。
在本申请实施例中，首先，可将上述脱水熔剂放入坩埚中进行加热，脱水后的熔剂慢慢熔化，然后，控制脱水熔剂的加热温度处于750-790℃之间，且保持加热时间为20-30min中的任一值，最后，对熔剂降温处理，直至熔剂温度降至室温，以得到固化熔剂。
步骤104，将固化熔剂和稀土盐混合物放入球磨罐中，并将球磨罐置于球磨机上进行球磨，以得到铝合金稀土精炼剂。
在本申请实施例中，磨球和球磨罐的材质均可为不锈钢，磨球的直径可为10mm或5mm。
具体地，将固化熔剂和稀土盐混合物放入球磨罐中，并设置球磨参数，其中，球磨机的转速为200r/min、球磨罐的公转与自转转速比为1：2、球磨时间为10～30min中的任一值，最后，将球磨罐置于球磨机上进行球磨，根据球磨参数对球磨机进行控制，以得到铝合金稀土精炼剂。
为使本领域技术人员更好的理解本申请的技术方案，下面对实施例进行清晰、完整的描述，所描述的实施例仅是本申请的一部分，而不是全部。
实施例(一)
首先，按质量百分比分别称取：冰晶石5份，氟化钠8份，氯化钾20份，氯化钠35份，氯化镁15份，并将称好的冰晶石5份、氟化钠8份、氯化钾20份、氯化钠35份和氯化镁15份进行混合均匀破碎，破碎后的熔剂混合物放入烘箱或干燥箱中进行脱水处理，其中，脱水温度为300℃，脱水时间为30min，将脱水完成后的溶剂放入坩埚中进行加热升温使脱水熔剂熔融，其中，加热温度为750℃，加热时间30min，熔融后的熔剂冷却降温后固化，得到固化熔剂。
其次，按质量百分比分别称取：氯化钇4份，碳酸铈5份，氟化铈8份，将氯化钇4份、碳酸铈5份和氟化钪8份进行混合均匀破碎，得到稀土盐混合物。
最后，将固化熔剂和稀土盐混合物放入球磨罐中，并将球磨罐置于球磨机上进行球磨，其中，球磨机的转速为200r/min，球磨罐的公转与自转转速比为1：2，球磨时间为10min，球磨完成后得到铝合金稀土精炼剂，氯化钇、碳酸铈和氟化钪价格便宜，来源广泛，采用此方法制备的铝合金稀土精炼剂颗粒均匀，在铝液中的分散性好，精炼效果好。
实施例(二)
首先，按质量百分比分别称取：冰晶石20份，氟化钠5份，氯化钾16份，氯化钠20份，氯化镁10份，并将称好的冰晶石20份、氟化钠5份、氯化钾16份、氯化钠20份和氯化镁10份进行混合均匀破碎，破碎后的熔剂混合物放入烘箱或干燥箱中进行脱水处理，其中，脱水温度为330℃，脱水时间为26min，脱水完成后的溶剂放入坩埚中进行加热升温使脱水熔剂熔融，其中，加热温度为790℃，加热时间20min，熔融后的熔剂冷却降温后固化，得到固化熔剂。
其次，按质量百分比分别称取：氯化钇10份，碳酸钪10份，氟化铈9，将氯化钇10份、碳酸钪10份和氟化铈9份进行混合均匀破碎，得到稀土盐混合物。
最后，将固化熔剂和稀土盐混合物放入球磨罐中，并将球磨罐置于球磨机上进行球磨，其中，球磨机的转速为200r/min，球磨罐的公转与自转转速比为1：2，球磨时间为30min，球磨完成后得到铝合金稀土精炼剂。
实施例(三)
首先，按质量百分比分别称取：冰晶石15份，氟化钠3份，氯化钾5份，氯化钠30份，氯化镁26份，并将称好的冰晶石15份、氟化钠3份、氯化钾5份、氯化钠30份和氯化镁26份进行混合均匀破碎，破碎后的熔剂混合物放入烘箱或干燥箱中进行脱水处理，其中，脱水温度为350℃，脱水时间为20min，脱水完成后的溶剂放入坩埚中进行加热升温使脱水熔剂熔融，其中，加热温度为780℃，加热时间25min，熔融后的熔剂冷却降温后固化，得到固化熔剂。
其次，按质量百分比分别称取：氯化钇5份，碳酸钪6份，氟化铈10份，将氯化镧5份、碳酸铈6份和氟化钪10份进行混合均匀破碎，得到稀土盐混合物。
最后，将固化熔剂和稀土盐混合物放入球磨罐中，并将球磨罐置于球磨机上进行球磨，其中，球磨机的转速为200r/min，球磨罐的公转与自转转速比为1：2，球磨时间为20min，球磨完成后得到铝合金稀土精炼剂。
实施例(四)
首先，按质量百分比分别称取：冰晶石6份，氟化钠5份，氯化钾8份，氯化钠23份，氯化镁35份，并将称好的冰晶石6份、氟化钠5份、氯化钾8份、氯化钠23份和氯化镁35份份进行混合均匀破碎，破碎后的熔剂混合物放入烘箱或干燥箱中进行脱水处理，其中，脱水温度为320℃，脱水时间为28min，脱水完成后的溶剂放入坩埚中进行加热升温使脱水熔剂熔融，其中，加热温度为760℃，加热时间26min，熔融后的熔剂冷却降温后固化，得到固化熔剂。
其次，按质量百分比分别称取：氯化钪4份，碳酸铈15份，氟化镧4份，将氯化钪4份、碳酸钪15份和氟化钇4份进行混合均匀破碎，得到稀土盐混合物。
最后，将固化熔剂和稀土盐混合物放入球磨罐中，并将球磨罐置于球磨机上进行球磨，其中，球磨机的转速为200r/min，球磨罐的公转与自转转速比为1：2，球磨时间为15min，球磨完成后得到铝合金稀土精炼剂。
使用上述铝合金稀土精炼剂时，精炼剂的加入量为2g/kg铝液，铝合金稀土精炼剂在740-780℃之间可与铝液发生充分反应，不会额外增加杂质，反应后置换出的稀土单质可以除杂除氢，同时可以抑制硅晶生长，提高铝合金的金相组织，增加机械性能。
为了测试上述铝合金稀土精炼剂的精炼效果，在1kg的铝液中添加不同量的上述实施例(三)中制备的铝合金稀土精炼剂，精炼温度为780℃，恒温精炼25min，将精炼后的铝液浇注在10*10*10cm的正方体磨具中，冷却至室温后，测试铝块的质量和含氢量。
表1是加入0.5～2.5g/kg铝液的上述实施例3中制备的铝合金稀土精炼剂，精炼25min后的测得的试样密度和含氢量。
表1
如上表所示，在铝液中加入实施例(三)中制备出的铝合金稀土精炼剂，随着铝合金稀土精炼剂添加量的增加，试样的密度增加，试样中氢的含量降低，大大提高了清渣效果，降低了铝块中氢的含量，铝液净化效果明显。
综上，根据本申请实施例的铝合金稀土精炼剂的制备方法，首先将冰晶石、氟化钠、氯化钾、氯化钠和氯化镁按照第一质量百分比进行混合破碎，以得到熔剂混合物，并将氯化稀土、碳酸稀土和氟化稀土按照第二质量百分比进行混合破碎，以得到稀土盐混合物，然后将熔剂混合物进行脱水处理，以得到脱水熔剂，并对脱水熔剂进行固化处理，以得到固化熔剂，最后将固化熔剂和稀土盐的混合物放入球磨罐中，并将球磨罐置于球磨机上进行球磨，以得到铝合金稀土精炼剂。由此，该制备方法操作简单安全，无毒无污染，制备的铝合金稀土精炼剂粒度均匀，分散性好。另外，通过将稀土盐引入到熔剂中，稀土盐与熔体接触时，稀土盐被还原成高活性的稀土单质，稀土单质与非金属氧化夹杂物中的Al2O3反应，生成稀土氧化物，将Al2O3中的Al置换出来，以去除Al2O3；同时稀土单质在高温下与[H]发生反应生成稳定的稀土氢化物，从而去除铝液中的H2，达到除[H]的目的，另外，活性稀土与氧的亲和力大于铝与氧的亲和力，改变了熔剂的表面能，使得滤渣与铝体更易分离，有利于清渣。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种铝合金稀土精炼剂，其特征在于，包括熔剂和稀土盐，其中，所述熔剂按质量百分比计算的组分为：冰晶石5-20％，氟化钠3-8％，氯化钾5-20％，氯化钠20-35％，氯化镁10-35％，所述稀土盐按质量百分比计算的组分为：氯化稀土4-10％，碳酸稀土5-15％，氟化稀土4-10％。
2.根据权利要求1所述的铝合金稀土精炼剂，其特征在于，所述冰晶石是分子比为2.0～2.8的高分子比冰晶石。
3.根据权利要求1所述的铝合金稀土精炼剂，其特征在于，所述稀土盐中的稀土包括钇、钪、铈、镧中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的铝合金稀土精炼剂，其特征在于，其中，铝合金稀土精炼剂的精炼温度处于740-780℃之间，精炼时间是20～40min中的任一值。
5.一种基于权利要求1-3中任一项所述的铝合金稀土精炼剂的制备方法，其特征在于，包括：
将所述冰晶石、所述氟化钠、所述氯化钾、所述氯化钠和所述氯化镁按照第一质量百分比进行混合破碎，以得到熔剂混合物；
将所述氯化稀土、所述碳酸稀土和所述氟化稀土按照第二质量百分比进行混合破碎，以得到稀土盐混合物；
对所述熔剂混合物进行脱水处理，以得到脱水熔剂；
对所述脱水熔剂进行固化处理，以得到固化熔剂；
将所述固化熔剂和所述稀土盐混合物放入球磨罐中，并将所述球磨罐置于球磨机上进行球磨，以得到铝合金稀土精炼剂。
6.根据权利要求4所述的铝合金稀土精炼剂的制备方法，其特征在于，对所述熔剂混合物进行脱水处理，以得到脱水熔剂，包括：
通过烘箱或干燥箱对所述熔剂混合物进行脱水处理，以得到脱水熔剂，其中，所述熔剂混合物的脱水温度处于300-350℃之间，所述熔剂混合物的脱水时间为20-30min中的任一值。
7.根据权利要求4所述的铝合金稀土精炼剂的制备方法，其特征在于，对所述脱水熔剂进行固化处理，以得到固化熔剂，包括：
将所述脱水熔剂放入坩埚中进行加热，以得到熔融后的脱水熔剂，其中，所述脱水熔剂的加热温度处于750-790℃之间，所述脱水熔剂的加热时间为20-30min中的任一值。
8.根据权利要求4所述的铝合金稀土精炼剂的制备方法，其特征在于，所述球磨机的转速为200r/min、所述球磨罐的公转与自转转速比为1：2和球磨时间为10～30min中的任一值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210654914.4A CN115109961A (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 铝合金稀土精炼剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210654914.4A CN115109961A (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 铝合金稀土精炼剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115109961A true CN115109961A (zh) | 2022-09-27 |
Family
ID=83327177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210654914.4A Pending CN115109961A (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 铝合金稀土精炼剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115109961A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115852192A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-03-28 | 广东工程职业技术学院 | 一种再生铝合金精炼剂及其制备和使用方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5751230A (en) * | 1980-09-12 | 1982-03-26 | Aikoorosuborou Kk | Flux for treating molten aluminum or aluminum alloy by blowing |
| US20120017726A1 (en) * | 2009-06-08 | 2012-01-26 | Pyrotek Inc. | Use of a tertiary salt flux of nacl, kci and mgcl2 for the purification of aluminium or aluminium alloys, and method thereof |
| CN103088232A (zh) * | 2011-11-01 | 2013-05-08 | 江西永特合金有限公司 | 一种用于铝及合金熔体处理的熔剂及其制造方法 |
| CN105624448A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-06-01 | 吴炳尧 | 铸造铝合金熔炼用含稀土除渣精炼熔剂及其制备方法 |
| CN106756143A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-31 | 山东南山铝业股份有限公司 | 铝及铝合金熔体精炼用熔剂和铝及铝合金熔体精炼方法 |
| CN106834876A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-06-13 | 北京航空航天大学 | 一种含高比例回炉料铝合金用精炼剂及其使用方法 |
-
2022
- 2022-06-10 CN CN202210654914.4A patent/CN115109961A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5751230A (en) * | 1980-09-12 | 1982-03-26 | Aikoorosuborou Kk | Flux for treating molten aluminum or aluminum alloy by blowing |
| US20120017726A1 (en) * | 2009-06-08 | 2012-01-26 | Pyrotek Inc. | Use of a tertiary salt flux of nacl, kci and mgcl2 for the purification of aluminium or aluminium alloys, and method thereof |
| CN103088232A (zh) * | 2011-11-01 | 2013-05-08 | 江西永特合金有限公司 | 一种用于铝及合金熔体处理的熔剂及其制造方法 |
| CN105624448A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-06-01 | 吴炳尧 | 铸造铝合金熔炼用含稀土除渣精炼熔剂及其制备方法 |
| CN106834876A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-06-13 | 北京航空航天大学 | 一种含高比例回炉料铝合金用精炼剂及其使用方法 |
| CN106756143A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-31 | 山东南山铝业股份有限公司 | 铝及铝合金熔体精炼用熔剂和铝及铝合金熔体精炼方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115852192A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-03-28 | 广东工程职业技术学院 | 一种再生铝合金精炼剂及其制备和使用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113174505B (zh) | 一种镁锂合金用精炼熔剂及其制备方法 | |
| CN107552720A (zh) | 一种铸钢件覆膜砂、其制备方法和抗烧结性检测方法 | |
| CN109628789A (zh) | 石墨烯复合铝合金、通过其制备的线材、制备方法和用途 | |
| CN105624448A (zh) | 铸造铝合金熔炼用含稀土除渣精炼熔剂及其制备方法 | |
| CN115109961A (zh) | 铝合金稀土精炼剂及其制备方法 | |
| CN111992726A (zh) | 一种增材制造用真空气雾化CuCrZr粉末的熔炼工艺 | |
| CN113549790B (zh) | 一种高性能Al-Ti-V-B合金细化剂及其制备方法和应用 | |
| JPS62133037A (ja) | 結晶微細化用合金およびその製造法 | |
| JP3628282B2 (ja) | 希土類酸化物の還元による極低酸素含有量でかつ微細で均質な結晶組織の希土類系合金の製造方法 | |
| CN112981160A (zh) | 一种适用于镁铝系镁合金的复合熔剂及其制备方法与应用 | |
| CN103911522B (zh) | 使用后的镁熔炼熔剂或者镁合金熔炼熔剂回收处理方法 | |
| CN110527859B (zh) | 铝合金用无氟无钠空心球形粒状精炼剂及制备方法和应用 | |
| CN114381628B (zh) | 一种精炼剂及其制备方法和应用 | |
| CN116287821A (zh) | 一种汽车零部件用铝合金再生制备方法 | |
| CN115846672A (zh) | 一种用于引线框架的高强高导铜基复合材料的制备方法 | |
| CN113444913B (zh) | 一种铝锂合金中钪元素的添加方法 | |
| CN113201659B (zh) | 一种用于镁合金熔体细化处理的Zr复合盐及其制备和使用方法 | |
| CN111218575A (zh) | 用于铝合金冶炼的钒添加剂及其制备方法 | |
| CN113981287A (zh) | 一种熔体吸气型自发泡多孔镁合金及其制备方法 | |
| CN113699395A (zh) | 一种镁钕中间合金及其制备方法 | |
| CN115029573A (zh) | 铝合金清渣剂及其制备方法 | |
| CN102517477A (zh) | Al-Ti-B-N、Zn-Al-Ti-B-N中间合金的制备方法及其所得的中间合金 | |
| WO1996016192A1 (fr) | Composition destinee a recouvrir un bain d'aluminium, et son procede de preparation | |
| CN113430412A (zh) | 一种铝锂合金用保护熔剂及其制备方法 | |
| CN108517433B (zh) | 一种Cu-Cr电触头合金的凝固制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220927 |