一種含稀土的鋁合金無鈉精煉劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金熔煉加工領(lǐng)域，特別是一種含稀土的鋁合金無鈉精煉劑。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁及其合金在熔煉、澆鑄過程中表現(xiàn)出易于氧化、吸收氣體的特性，使得在鋁液中極易形成氣體和夾雜物，從而引起鑄件的氣孔、縮孔、縮松、裂紋、澆鑄不足和滲漏等一系列缺陷，大大降低了材料的強(qiáng)度、塑性、疲勞抗力、耐蝕等性能，甚至造成鑄件報廢，使鋁合金的應(yīng)用受到很大的限制，因此，提高鋁合金純凈度具有非常重要的意義；有關(guān)熔體凈化的工藝也是保證鋁合金材料冶金質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，已成為世界各國冶金、熔鑄研究者十分關(guān)注的課題。
[0003]鋁及鋁合金熔體凈化方法有過濾凈化、非吸附凈化和吸附凈化大類。其中過濾凈化處理量小，需定期更換過濾介質(zhì)，運行成本較高；非吸附凈化主要有真空凈化法、超聲波凈化法和電磁凈化法，但設(shè)備投資大，運行成本高；吸附凈化主要有氣體精煉法和精煉劑凈化法，其中精煉劑凈化法由于易于操作，價格低廉，凈化效果好等優(yōu)點，在實際生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。
[0004]目前，我國公開的精煉劑中一般都含有氯化鈉、氟鋁酸鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、氟化鈉和氟娃酸鈉等鈉鹽的一種或多種，如申請公布號為CN 103255305 A的專利公開了一種鋁合金用高效精煉劑，組分為:NaCl:20-45 %、KC1:25-30 %、CaF2:l_5%、Na2S04:l_5%、Na3AlF6:15-43%，這種鈉鹽的使用，會在鋁鎂、鋁銅、鋁鋰系合金中引入鈉，從而產(chǎn)生“鈉脆”現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種含稀土的鋁合金無鈉精煉劑，不含有鈉鹽成分，且具有良好的精煉效果。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種含稀土的鋁合金無鈉精煉劑，包括以下重量份的原料:KC150?60份，K2C0330?35份，LiCllO?15份，A1F330?35份，氟鋁酸鉀10?12份，CaF25?10份，碳粉5?10份，輕質(zhì)碳酸|丐15?25份，Ca02?8份，螢石2?5份，稀土 5-10份。
[0008]優(yōu)選的，所述稀土為La、Y、Ce和Er的混合物，各稀土元素按以下重量份配比組成:La20 ?30 份，Y20 ?30 份，Ce20 ?30 份，ErlO ?20 份。
[0009]優(yōu)選的，所述精煉劑包括以下重量份的原料:KC155份，K2C0332份，LiC112份，A1F333份，氟鋁酸鉀11份，CaF28份，碳粉8份，輕質(zhì)碳酸鈣20份，CaO 6份，螢石3份，稀土8份。
[0010]更優(yōu)選的，所述稀土元素按以下重量份配比組成:La25份，Y25份，Ce25份，Erl2份。
[0011]—種含稀土的鋁合金無鈉精煉劑的制備方法，包括以下步驟:
[0012]S1、將各原料分別粉碎，并過60-80目的篩網(wǎng)；
[0013]S2、將步驟S1制得的原料按重量份配比放入攪拌機(jī)中，充分混合均勻，制得均勻的混合物；
[0014]S3、將步驟S2制得的均勻混合物放入烘箱或滾筒式烘干桶中，在100±5°C下，烘烤2-3小時；
[0015]S4、將步驟S3烘烤后的均勻混合物用80目的篩網(wǎng)過篩，冷卻至40度左右，分裝密封即得成品。
[0016]上述組分原料分別起到的作用為:
[0017]KC1:對固態(tài)A1203、夾雜物和氧化膜有很強(qiáng)的浸潤能力，且在熔煉溫度下KC1的比重只有1.50g/cm3，大大小于鋁合金熔液的比重，可很好地鋪展在鋁合金熔液表面，破碎和吸附熔體表面的氧化膜；
[0018]LiCl:氯化物，表面張力小，潤濕性好，與KC1配合使用；
[0019]K2C03:脫硫劑和發(fā)泡物質(zhì)，還可起到助熔的作用；
[0020]A1F3和氟鋁酸鉀:主要起精煉作用，如吸附、溶解A1 203;氟鹽還能有效地去除熔體表面的氧化I旲，提尚除氣效果；
[0021]CaF2和螢石:螢石的主要成分為CaF2，可增加熔融熔劑的流動性，還能有效地去除熔體表面的氧化膜，提高除氣效果，增大混合熔鹽的表面張力，使已吸附氧化物的熔鹽球狀化，便于與熔體分離，減少固熔渣夾裹鋁而造成的損耗；
[0022]輕質(zhì)碳酸鈣:優(yōu)質(zhì)的發(fā)泡劑，脫硫劑；
[0023]碳粉:脫氧劑，且碳粉的加入能延長發(fā)泡的時間，使精煉效果更好；
[0024]CaO:可調(diào)節(jié)渣堿度，脫硫劑；
[0025]La、Y、Ce和Er:稀土單質(zhì)能置換和吸附熔體中雜質(zhì)氫成絡(luò)合物REH2S REH3達(dá)到除氣的作用；還能提高粉體的重度；且對鋁合金熔液具有很好的變質(zhì)效果，可明顯減小晶粒尺寸，提尚招制品的均勾性。
[0026]本發(fā)明的鋁合金無鈉精煉劑用于精煉鋁合金時，配合使用氮氣或氬氣吹入熔爐中，可獲得較好的除氫效果，其優(yōu)點包括:
[0027](1)在精煉的過程中不會引入雜質(zhì)鈉，且加入了稀土金屬，稀土金屬與H2、S等雜質(zhì)元素具有很強(qiáng)的化學(xué)親和力，可以與各種雜質(zhì)元素形成化合物，能消除有害雜質(zhì)的影響；稀土金屬對鋁合金組織起到變質(zhì)和細(xì)化作用，有效減小鋁合金的枝晶間距，細(xì)化鑄態(tài)晶粒，提高了合金的力學(xué)性能；
[0028](2)除氫效果顯著，Η含量能降到大約0.10?0.16ml/100gAl的水平；
[0029](3)可充分去除熔體中的氧化物夾雜，除渣率可達(dá)到90%以上；
[0030](4)制備工藝簡單，便于規(guī)模化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0031]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍和應(yīng)用范圍不限于以下實施例:
[0032]實施例1
[0033]—種含稀土的鋁合金無鈉精煉劑，包括以下重量份的原料:KC155份，K2C0332份，LiCl 12份，A1F333份，氟鋁酸鉀11份，CaF28份，碳粉8份，輕質(zhì)碳酸鈣20份，CaO 6份，螢石3份，稀土 8份；其中:稀土為La、Y、Ce和Er的混合物，稀土金屬按以下重量份配比組成:La25 份，Y25 份，Ce25 份，Er 12 份。
[0034]上述含稀土的鋁合金無鈉精煉劑的制備方法，包括以下步驟:S1、將各原料分別粉碎，并過60-80目的篩網(wǎng)；S2、將步驟S1制得的原料按重量份配比放入攪拌機(jī)中，充分混合均勻，制得均勻的混合物；S3、將步驟S2制得的均勻混合物放入烘箱或滾筒式烘干桶中，在100?105°C下，烘烤2-3小時；S4、將步驟S3烘烤后的均勻混合物用80目的篩網(wǎng)過篩，冷卻至40度，分裝密封即成品。
[0035]使用上述含稀土的鋁合金精煉劑精煉鋁合金時，精煉劑的加入量為3g/kg熔液，鋁熔體的Η含量能降到大約0.10?0.13ml/100gAl的水平；可充分去除熔體中的氧化物夾雜，除渣率可達(dá)到93%以上；該鋁合金熔液澆注成鋁合金鑄件，根據(jù)GB/T 7946.3-1999來評價，針孔度為1級，平均針孔大小〈0.02mm。
[0036]實施例2
[0037]—種含稀土的鋁合金無鈉精煉劑，包括以下重量份的原料:KC150份，K2C0330份，LiCllO份，A1F335份，氟鋁酸鉀15份，CaF210份，碳粉5份，輕質(zhì)碳酸鈣15份，CaO 3份，螢石5份，稀土 5份；其中:稀土為La、Y、Ce和Er的混合物，稀土金屬按以下重量份配比組成:La30 份，Y30 份，Ce20 份，Er20 份。
[0038]上述含稀土的鋁合金無鈉精煉劑的制備方法，包括以下步驟:S1、將各原料分別粉碎，并過60-80目的篩網(wǎng)；S2、將步驟S1制得的原料按重量份配比放入攪拌機(jī)中，充分混合均勻，制得均勻的混合物；S3、將步驟S2制得的均勻混合物放入烘箱或滾筒式烘干桶中，在95?100°C下，烘烤2-3小時；S4、將步驟S3烘烤后的均勻混合物用80目的篩網(wǎng)過篩，冷卻至40度，分裝密封即制得成品。
[0039]使用上述含稀土的鋁合金精煉劑精煉鋁合金時，精煉劑的加入量為3g/kg熔液，鋁熔體的Η含量能降到大約0.13?0.16ml/100gAl的水平；可充分去除熔體中的氧化物夾雜，除渣率可達(dá)到90%以上；該鋁合金熔液澆注成鋁合金鑄件，根據(jù)GB/T 7946.3-1999來評價，針孔度為1級，平均針孔大小〈0.04mm。
[0040]實施例3
[0041]—種含稀土的鋁合金無鈉精煉劑，包括以下重量份的原料:KC160份，K2C0335份，LiCl 15份，A1F330份，氟鋁酸鉀10份，CaF25份，碳粉10份，輕質(zhì)碳酸鈣25份，CaO 8份，螢石2份，稀土 10份；其中:稀土為La、Y、Ce和Er的混合物，稀土金屬按以下重量份比組成:La20 份，Y20 份，Ce30 份，ErlO 份。
[0042]上述含稀土的鋁合金無鈉精煉劑的制備方法，包括以下步驟:S1、將各原料分別粉碎，并過60-80目的篩網(wǎng)；S2、將步驟S1制得的原料按重量份配比放入攪拌機(jī)中，充分混合均勻，制得均勻的混合物；S3、將步驟S2制得的均勻混合物放入烘箱或滾筒式烘干桶中，在100?105°C下，烘烤2-3小時；S4、將步驟S3烘烤后的均勻混合物用80目的篩網(wǎng)過篩，冷卻至40度，分裝密封即制得成品。
[0043]使用上述含稀土的鋁合金精煉劑精煉鋁合金時，精煉劑的加入量為3g/kg熔液，鋁熔體的Η含量能降到大約0.12?0.15ml/100gAl的水平；可充分去除熔體中的氧化物夾雜，除渣率可達(dá)到90%以上；該鋁合金熔液澆注成鋁合金鑄件，根據(jù)GB/T 7946.3-1999來評價，針孔度為1級，平均針孔大小〈0.03mm。
【主權(quán)項】
1.一種含稀土的鋁合金無鈉精煉劑，其特征在于: 所述精煉劑包括以下重量份的原料:KC150?60份，K2C0330?35份，LiCllO?15份，A1F330?35份，氟鋁酸鉀10?12份，CaF25?10份，碳粉5?10份，輕質(zhì)碳酸鈣15?25份，Ca02?8份，螢石2?5份，稀土 5-10份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含稀土的鋁合金無鈉精煉劑，其特征在于: 所述稀土為La、Y、Ce和Er的混合物，各稀土元素按以下重量份配比組成:La20?30份，Y20?30份，Ce20?30份，ErlO?20份。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含稀土的鋁合金無鈉精煉劑，其特征在于: 所述精煉劑包括以下重量份的原料:KC155份，K2C0332份，LiC112份，A1F333份，氟鋁酸鉀11份，CaF28份，碳粉8份，輕質(zhì)碳酸鈣20份，Ca06份，螢石3份，稀土 8份。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含稀土的鋁合金無鈉精煉劑，其特征在于: 所述稀土元素按以下重量份配比組成:La25份，Y25份，Ce25份，Erl2份。5.一種根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項所述的含稀土的鋁合金無鈉精煉劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟: S1、將各原料分別粉碎，并過60-80目的篩網(wǎng)； S2、將步驟S1制得的原料按重量份配比放入攪拌機(jī)中，充分混合均勻，制得均勻的混合物； S3、將步驟S2制得的均勻混合物放入烘箱或滾筒式烘干桶中，在100±5°C下，烘烤2-3小時； S4、將步驟S3烘烤后的均勻混合物用80目的篩網(wǎng)過篩，冷卻至40度左右，分裝密封即得成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含稀土的鋁合金無鈉精煉劑，包括以下重量份的原料：KCl50～60份，K2CO330～35份，LiCl10～15份，AlF330～35份，氟鋁酸鉀10～12份，CaF25～10份，碳粉5～10份，輕質(zhì)碳酸鈣15～25份，CaO2～8份，螢石2～5份，稀土5-10份。使用本發(fā)明的精煉劑，在精煉鋁合金的過程中不會引入雜質(zhì)鈉，且加入了稀土金屬，可有效提高合金的力學(xué)性能。
【IPC分類】C22C1/02, C22C1/06, C22C21/00
【公開號】CN105369045
【申請?zhí)枴緾N201510687653
【發(fā)明人】梁健
【申請人】廣西平果鋁合金精密鑄件有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月21日