專利名稱：鋁合金復(fù)合精煉變質(zhì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金精煉方法，特別是涉及一種鋁合金復(fù)合精煉變質(zhì)方法。
目前，在鋁合金的復(fù)合精煉變質(zhì)過程中，通常采用鹽類作為精煉變質(zhì)劑，變質(zhì)效果的長效性和重熔性較差，一般只能維持幾十分鐘。變質(zhì)后的合金液容易產(chǎn)生針孔和夾渣，影響鑄件的機(jī)械性能。此外，這些變質(zhì)劑往往還會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，甚至危及人體健康。長效變質(zhì)劑鍶的應(yīng)用，使變質(zhì)效果的長效性和重熔性都有了較大的改善，變質(zhì)效果可延長至5小時，但卻存在著變質(zhì)后鑄件氧化傾向大、形成針孔的傾向等問題。特別是其工藝難度大，處理不當(dāng)反而會使合金性能惡化。
為解決這些問題，近年來，相繼有人對稀土用于鋁合金的復(fù)合精煉變質(zhì)進(jìn)行了研究。如中國科學(xué)院長春應(yīng)化所研究的鋁合金復(fù)合精變劑及其精變處理工藝。采用稀土族元素作為精變劑，不污染環(huán)境，但其應(yīng)用時得先預(yù)熱，制備工序繁雜，且變質(zhì)效果僅維持4～6小時。
本發(fā)明目的就是提供一種無污染、長效性好、重熔性強(qiáng)的鋁合金復(fù)合精煉變質(zhì)方法。
本發(fā)明的另一個目的就是提供一種適用于鋁合金復(fù)合精煉變質(zhì)方法的無污染、長效稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的A．將鋁合金熔化成液體，扒去浮渣；B．加入稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑攪拌，使稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑在鋁合金熔融液中充分熔解，稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑的加入量為鋁合金熔液的0.08～1.0％；C．用惰性氣體作15～30分鐘的吹煉攪拌；D．在720℃～760℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鎮(zhèn)靜孕育，得凈化、變質(zhì)的鋁合金熔液。
本發(fā)明的另一個任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的采用La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑，其中Al的百分比為80～95％。這些稀土元素分別具有改變晶體生長特性、高電負(fù)性、表面活性、固氫性能好等特點(diǎn)，可以在鋁合金熔液表面形成致密的保護(hù)膜，實(shí)現(xiàn)細(xì)化晶粒和凈化、變質(zhì)的長效性。
由于本發(fā)明采用了無污染的稀土作為復(fù)合精煉變質(zhì)劑，以惰性氣體吹煉攪拌強(qiáng)化變質(zhì)劑的凈化功能，并以鎮(zhèn)靜孕育穩(wěn)定其變質(zhì)效果，精煉凈化效果能持續(xù)保持5～10小時；重熔性強(qiáng)，無污染；采用La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑，既可以在鋁合金熔液表面形成致密的保護(hù)膜，實(shí)現(xiàn)鋁合金熔液的凈化，并能長期維持熔液凈潔的效果，同時又能實(shí)現(xiàn)對硅晶體生長的變質(zhì)效果，改善了鋁合金熔液的冶金質(zhì)量和性能；采用無毒的稀土作為復(fù)合精煉變質(zhì)劑，在精煉變質(zhì)過程中不會對環(huán)境造成任何污染，實(shí)現(xiàn)了綠色清潔化的生產(chǎn)過程；簡化工序減少了處理過程中鋁的燒損，降低了生產(chǎn)成本。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
實(shí)施例一將鋁合金熔化成液體，扒去浮渣。加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成的稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑，進(jìn)行攪拌，使稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑在鋁合金熔融液中充分熔解。稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑中Al的百分比為80～95％，稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑的加入量為鋁合金熔液的0.08～1.0％。然后，再用惰性氣體作15～30分鐘的吹煉攪拌。最后，在720℃～760℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鎮(zhèn)靜孕育。即可得凈化、變質(zhì)的鋁合金熔液。精煉凈化效果能持續(xù)保持5～10小時，且在重熔后仍保持變質(zhì)效果。
實(shí)施例二將A1Si12Cu鋁合金熔化成液體，扒去浮渣。加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成的稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。稀土?fù)合精煉變質(zhì)劑中Al的百分比為80～95％，稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑的加入量為鋁合金熔液的0.08～0.8％。然后，再用脫水的N2作15～30分鐘的吹煉攪拌。最后，在720℃～760℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鎮(zhèn)靜孕育。鋁合金熔液的凈化及變質(zhì)效果可持續(xù)8小時以上，經(jīng)壓鑄后廢品率低于2％，鑄件針孔度達(dá)1～2級。下表列出了采用各種變質(zhì)劑精煉變質(zhì)后AlSi12Cu的機(jī)械性能
實(shí)施例三將ZL101A鋁合金熔化成液體，扒去浮渣。加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成的稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑進(jìn)行攪拌，加入量為鋁合金熔液的0.08～1.0％。各元素百分表分別為La-3～10％、Ce-3～10％、Nd-1～5％、Pr-1～5％、Y-0～3％，Al-80～95％。當(dāng)稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑充分熔解在鋁合金熔液中之后，再用脫水的Ar作15～30分鐘的吹煉攪拌。最后，在720℃～760℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鎮(zhèn)靜孕育，時間約30分鐘左右。即可得凈化、變質(zhì)的鋁合金熔液。鋁合金熔液的變質(zhì)效果可達(dá)10小時，二次重熔仍保持其變質(zhì)效果。經(jīng)低壓鑄造的鋁輪轂針孔度達(dá)1級。經(jīng)變質(zhì)處理后的ZL101A輪轂，T4、T6機(jī)械性能均明顯高于GB1173-86的標(biāo)準(zhǔn)值，詳細(xì)數(shù)據(jù)如下
實(shí)施例四將ADCl2鋁合金熔化成液體，扒去浮渣。加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成的稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑，稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑的加入量為鋁合金熔液的0.1～0.5％。稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑中各元素分別為La-3～10％、Ce-3～10％、Nd-1～5％、Pr-1～5％、Y-0～3％，Al—85～95％。進(jìn)行攪拌，當(dāng)稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑充分熔解在鋁合金熔融液中之后，再用脫水的Ar作20分鐘的吹煉攪拌。最后，在720℃～760℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鎮(zhèn)靜孕育，時間約40分鐘左右。鋁合金熔液的變質(zhì)效果可達(dá)10小時，二次重熔仍保持其凈化、變質(zhì)效果。經(jīng)對壓鑄生產(chǎn)的40噸材料進(jìn)行檢測，與采用鈉鹽作精煉變質(zhì)劑的常規(guī)精煉變質(zhì)方法處理的ADCl2鋁合金相比，測試數(shù)據(jù)如下
權(quán)利要求
1．一種鋁合金復(fù)合精煉變質(zhì)方法，主要包括以下步驟A．將鋁合金熔化成液體，扒去浮渣；B．加入稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑攪拌，使稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑在鋁合金熔液中充分熔解，稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑的加入量為鋁合金熔液的0.08～1.0％；C．用惰性氣體作15～30分鐘的吹煉攪拌；D．在720℃～760℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鎮(zhèn)靜孕育，得凈化、變質(zhì)的鋁合金熔液。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金復(fù)合精煉變質(zhì)方法，其特征在于所述稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑的加入量為鋁合金熔液的0.1～0.5％。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金復(fù)合精煉變質(zhì)方法，其特征在于所述鎮(zhèn)靜孕育的時間不少于30分鐘。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金復(fù)合精煉變質(zhì)方法，其特征在于所述的惰性氣體為脫水的N2或Ar。
5．一種用于權(quán)利要求1所述鋁合金復(fù)合精煉變質(zhì)方法的稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑，由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成，其中Al的百分比為80～95％。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑，其特征在于所述的元素百分表分別為La-3～10％、Ce-3～10％、Nd-1～5％、Pr-1～5％、Y-0～3％、Al-85～95％。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種鋁合金復(fù)合精煉變質(zhì)方法。將鑄造鋁合金熔化成液體,扒去浮渣;加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成的稀土復(fù)合精煉變質(zhì)劑攪拌;然后,用惰性氣體作15～30分鐘的吹煉攪拌;最后,在720℃～760℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鎮(zhèn)靜孕育。采用本發(fā)明方法精煉的鋁合金,精煉凈化效果能持續(xù)保持5～10小時,且在重熔后仍保持變質(zhì)效果。無污染,同時又能實(shí)現(xiàn)對硅晶體的變質(zhì)效果,改善了鋁合金溶液的冶金質(zhì)量和性能。
文檔編號C22B9/10GK1305016SQ0110502
公開日2001年7月25日 申請日期2001年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月4日
發(fā)明者毛協(xié)民, 唐多光, 王曉秋, 程其明, 丁偉中, 何丹明 申請人:上海大學(xué)