一種含鑭鉺鋯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，特別是一種含鑭鉺鋯的鋁合金無鈉精煉劑。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋁合金熔體中主要存在氣體雜質(zhì)和固體雜質(zhì)兩類。氣體雜質(zhì)包括Ν2、Η2、02三種氣體元素，其中H2占所含雜質(zhì)氣體的80%以上。而氣體元素在鋁合金中，主要以針狀氣泡、氣體夾雜、氫化物、固態(tài)化合物、以原子或分子的形式存在于合金原子間或晶格及間隙中，形成氣孔、氣眼等缺陷。往往是造成合金缺陷、斷裂的根源，嚴(yán)重影響鋁合金的性能和質(zhì)量，對抗拉強度影響最為突出。固體雜質(zhì)主要包括氧化物、氮化物、硫化物、氯化物、氟化物、硅酸鹽等。如果在熔煉過程中加料、攪拌、通氣、扒渣等操作不合理就會使微小的氧化渣懸浮于熔體中，這些懸浮在熔體中的氧化渣由于大小、密度不同，使其以不同的速度和方向不斷運動、相互摩擦，吸附集聚成較大的網(wǎng)狀或鏈狀顆粒，最終造成氧化渣粗化。其中界面能大的就與熔體分開而被拔除或過濾掉；相反，界面能小的就溶于熔體中存在于枝晶間、晶體內(nèi)部和晶體界面處，成為疲勞裂紋源甚至成為斷裂源，從而影響材料的使用壽命。
[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)明提供了一種含鑭鉺鋯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]—種含鑭鉺鋯的鋁合金無鈉精煉劑，包括A料和B料，其中，所述A料包括以下重量份的原料:KC150?60份，K2C0320?25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；所述B料由C2C16、1102與金屬按重量比5:1.5?2:1?1.5組成，所述金屬為包含Mg、La、Er和Zr的混合金屬；A料和B料配合使用，重量比為2?3:1。
[0008]優(yōu)選的，所述B料中，各金屬按以下重量份配比:Mg60?70份，La 10?18份，ErlO?18份，Zr5?9份。
[0009]優(yōu)選的，所述A料包括以下重量份的原料:KC155份，K2C0322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。
[0010]更優(yōu)選的，所述B料中，各金屬按以下重量份配比:Mg65份，La 15份，Erl5份，Zr7份。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述A料與B料的重量配比為2.5:1。
[0012]優(yōu)選的，所述B料由C2C16、1102與金屬按重量比5:1.8:1.2組成。
[0013]—種含鑭鉺鋯的鋁合金無鈉精煉劑的使用方法，包括以下步驟:
[0014]S1、在熔煉爐的溫度升至650-690°C時，噴入A料，加入量為0.1?3g/kg熔液，充分?jǐn)嚢?、扒渣?br>[0015]S2、當(dāng)熔煉爐的溫度上升至780_810°C時，按比例噴入B料，充分?jǐn)嚢?、扒渣?br>[0016]S3、按常規(guī)工藝靜置保溫，然后澆注、冷卻和熱處理。
[0017]上述組分原料分別起到的作用為:
[0018]KC1:對固態(tài)A1203、夾雜物和氧化膜有很強的浸潤能力，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；
[0019]LiCl:氯化物，表面張力小，潤濕性好，與KC1配合使用；
[0020]K2C03:脫硫劑和發(fā)泡物質(zhì)，還可起到助熔的作用；
[0021]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；
[0022]CaF2: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。
[0023]輕質(zhì)碳酸鈣:優(yōu)質(zhì)的發(fā)泡劑，脫硫劑；
[0024]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；
[0025]CaO:可調(diào)節(jié)渣堿度，脫硫劑；
[0026](:2(:16:吸濕性低，使用方便，精煉效果好，且有晶粒細(xì)化作用；
[0027]Mg、La、Er和Zr:對招合金恪液具有很好的變質(zhì)效果，可明顯減小晶粒尺寸，提尚鋁制品的均勻性；且La、Er的稀土單質(zhì)能置換和吸附熔體中雜質(zhì)氫成絡(luò)合物REH2S 1?!13達到除氣的作用；還能提高粉體的重度。
[0028]本發(fā)明的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，并分兩次噴入不同的原料，不僅能夠獲得較好的除氫效果，而且對鋁合金組織起到變質(zhì)和細(xì)化作用，其優(yōu)點包括:
[0029](1)在精煉的過程中不會引入雜質(zhì)鈉，且加入了 Mg、La、Er和Zr元素，對鋁合金組織起到變質(zhì)和細(xì)化作用，提高了合金的力學(xué)性能；尤其是Zr和Er的加入，Er與H2、S等雜質(zhì)元素具有很強的化學(xué)親和力，可以與各種雜質(zhì)元素形成化合物，消除有害雜質(zhì)的影響；Zr和Er協(xié)調(diào)作用能夠有效減小鋁合金的枝晶間距，細(xì)化鑄態(tài)晶粒；
[0030](2)除氫效果明顯，Η含量能降到大約0.10?0.16ml/100gAl的水平；
[0031](3)可充分去除熔體中的氧化物夾雜，除渣率可達到90%以上；
[0032](4)該鋁合金熔液用于澆注鋁合金錠，所得鋁合金錠斷口組織致密，沒有熔渣及夾雜物。
【具體實施方式】
[0033]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍和應(yīng)用范圍不限于以下實施例:
[0034]實施例1
[0035]—種含鑭鉺鋯的鋁合金無鈉精煉劑，包括A料和B料，其中，A料包括以下重量份的原料