当前位置: 石墨 >> 石墨前景 >> 铝合金精炼剂配方工艺
铝合金作为一种重要的有色金属材料,广泛应用于航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业等领域。针对铝合金铸造,通常要求铸件不允许有缩孔、气孔以及夹渣等缺陷,以保证铸件的力学性能、耐腐蚀性能等等。最常用手段就是在铝合金熔炼过程中加入精炼剂,除去在铝合金熔体中产生的氢气以及熔体中的氧化夹渣,以保证铸件质量。
一种含铈镧铒的铝合金精炼剂,包括A料和B料,其中,所述A料包括以下重量份的原料:NaCl70~80份,KCl50~56份,CaCl~15份,NaF30~36份,AlF~12份,氟铝酸钠10~12份,大理石粉12~18份,轻质碳酸钙15~25份;所述B料由C2Cl6、TiO2与金属按重量比5:1.5~2:1~1.5组成,所述金属为包含Mg、Ce、La、Er的混合金属;A料和B料配合使用,重量比为2~4:1。但是从配方中发现里边含有纯稀土金属,由于稀土的活性较高,很容易发生氧化形成氧化物,氧化物造渣浮在铝合金熔体上方,虽然有一部分氧化稀土可以被铝还原回稀土,但是不可避免地造成稀土继续氧化形成氧化物夹渣影响铸件性能。如果稀土元素以稀土酸盐的形式加入可以很好地解决上述问题,并且稀土盐可以发挥细化铝合金组织、消除铸件气孔的作用,从而改善了铝合金铸件的质量。
现有技术中将稀土金属或稀土中间合金作为精炼剂组成的一部分,导致在非真空条件下,稀土很容易发生氧化形成氧化物,氧化造渣形成夹渣影响铝合金铸件的质量。另外,稀土元素本身具有细化铝合金组织的作用,如果稀土元素以上述形式存在会造成稀土的损耗,稀土以氧化物的形式(夹渣的形式)存在不能有效发挥细化晶粒的作用。针对现有技术的缺点:成本高,效率低,耗时间等问题,急需研发一种精炼剂,在保证精炼剂去除铸造缺陷的同时,还高效地发挥了稀土细化晶粒的作用,实现了“精炼+细化”的双重功效。
本技术提供了一种含稀土元素的铝合金精炼剂,在保证精炼剂去除铸造缺陷的同时,还高效地发挥了稀土细化晶粒的作用。
本技术的技术方案:
一种含稀土元素的铝合金精炼剂,其特征在于,包括以下重量份的原料:KF60~70份、NaCl50~60份、LiCl40~60份、冰晶石20~25份、AlF~25份、CaF~15份、轻质碳酸钙5~10份、石墨粉15~20份、滑石粉10~20份、MgCl~30份、稀土酸盐10~30份;
所述精炼剂的配置方法包括以下步骤:
S1:将上述原料按照重量份配比用球磨机分别破碎,并过目的筛网,球磨过程中加入蒸馏水,起到降温、润滑的作用;
S2:将步骤S1制得的原料按重量份配比放入混料机,混合均匀,制得均匀的混合物;
S3:将步骤S2制得的均匀混合物放入真空干燥箱中烘干,烘干温度为~℃,时间为0.5~1h;
S4:将步骤S3烘干后的均匀混合物用目的筛网过筛,冷却到室温条件下,并装入真空袋抽真空密封,最终获得成品。
优选地,上述精炼剂包括以下重量份的原料:KF50份、NaCl55份、LiCl45份、冰晶石25份、AlF份、CaF份、轻质碳酸钙5份、石墨粉15份、滑石粉10份、MgCl份、稀土酸盐10份。
上述精炼剂的使用方法包括以下步骤:
S1:将合金原料装入坩埚中,打开电阻炉和控温仪,在℃下进行预热,保温时间为30-50min,目的是防止炉料表面生成水蒸气引起熔体爆炸;
S2:保温结束以后,把温度升至~℃,待原料熔化后,保温20min,再用石墨钟罩压入事先烘干的精炼剂,待10min过后,取出石墨钟罩,待合金液表面无气泡产生时,熔体稳定10min后,捞渣浇铸,以消除合金中的气孔和疏松等缺陷。
优选地,所述精炼剂适用于铝合金、锌铝合金的精炼剂,或者热浸镀铝合金、锌铝合金的覆盖剂。优选地,所述稀土酸盐为轻稀土的氯化物、氟化物、硝酸化合物中的一种及其以上复配。
优选地,所述稀土酸盐为重稀土的氯化物、氟化物、硝酸化合物中的一种及其以上复配。
优选地,所述步骤S3制得的铝合金精炼剂的总体含水量小于0.5%。
与现有技术相比,本技术具有以下技术效果:
1)本技术的精炼剂加入了稀土金属,稀土金属与H2、S等杂质元素具有很强的化学亲和力,可以与各种杂质元素形成化合物,能消除有害杂质的影响;稀土金属对铝合金组织起到变质和细化作用,有效减小铝合金的枝晶间距,细化铸态晶粒,提高了合金的力学性能;
2)本技术的精炼剂能有效去除铝液中的夹杂物与气体,起到净化铝液的作用,处理后的铝液中氢含量低于0.12ml/gAl。
上述精炼剂适用于铝合金、锌铝合金的精炼剂,或者热浸镀铝合金、锌铝合金的覆盖剂。
其中,所述稀土酸盐为轻稀土的氯化物、氟化物、硝酸化合物中的一种及其以上复配。
或者,所述稀土酸盐为重稀土的氯化物、氟化物、硝酸化合物中的一种及其以上复配。
实施例1:
一种含稀土元素的铝合金精炼剂,包括以下重量份原料,KF60份、NaCl50份、LiCl40份、冰晶石20份、AlF份、CaF份、轻质碳酸钙5份、石墨粉15份、滑石粉10份、MgCl份、CeCl35份、LaCl35份。
实施例2:
一种含稀土元素的铝合金精炼剂,包括以下重量份原料,KF70份、NaCl60份、LiCl60份、冰晶石25份、AlF份、CaF份、轻质碳酸钙10份、石墨粉20份、滑石粉20份、MgCl份、CeF份、LaF份。
实施例3:
一种含稀土元素的铝合金精炼剂,包括以下重量份原料,KF65份、NaCl55份、LiCl50份、冰晶石22份、AlF份、CaF份、轻质碳酸钙7份、石墨粉17份、滑石粉15份、MgCl份、Ce(NO)份、La(NO)份。