專利名稱：鋁合金復合精煉變質方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁合金精煉方法，特別是涉及一種鋁合金復合精煉變質方法。
目前，在鋁合金的復合精煉變質過程中，通常采用鹽類作為精煉變質劑，變質效果的長效性和重熔性較差，一般只能維持幾十分鐘。變質后的合金液容易產生針孔和夾渣，影響鑄件的機械性能。此外，這些變質劑往往還會導致嚴重的環境污染，甚至危及人體健康。長效變質劑鍶的應用，使變質效果的長效性和重熔性都有了較大的改善，變質效果可延長至5小時，但卻存在著變質后鑄件氧化傾向大、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合精煉變質進行了研究。如中國科學院長春應化所研究的鋁合金復合精變劑及其精變處理工藝。采用稀土族元素作為精變劑，不污染環境，但其應用時得先預熱，制備工序繁雜，且變質效果僅維持4～6小時。
本發明目的就是提供一種無污染、長效性好、重熔性強的鋁合金復合精煉變質方法。
本發明的另一個目的就是提供一種適用于鋁合金復合精煉變質方法的無污染、長效稀土復合精煉變質劑。
本發明的任務是這樣實現的A．將鋁合金熔化成液體，扒去浮渣；B．加入稀土復合精煉變質劑攪拌，使稀土復合精煉變質劑在鋁合金熔融液中充分熔解，稀土復合精煉變質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℃溫度范圍內進行鎮靜孕育，得凈化、變質的鋁合金熔液。
本發明的另一個任務是這樣實現的采用La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成稀土復合精煉變質劑，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、高電負性、表面活性、固氫性能好等特點，可以在鋁合金熔液表面形成致密的保護膜，實現細化晶粒和凈化、變質的長效性。
由于本發明采用了無污染的稀土作為復合精煉變質劑，以惰性氣體吹煉攪拌強化變質劑的凈化功能，并以鎮靜孕育穩定其變質效果，精煉凈化效果能持續保持5～10小時；重熔性強，無污染；采用La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成稀土復合精煉變質劑，既可以在鋁合金熔液表面形成致密的保護膜，實現鋁合金熔液的凈化，并能長期維持熔液凈潔的效果，同時又能實現對硅晶體生長的變質效果，改善了鋁合金熔液的冶金質量和性能；采用無毒的稀土作為復合精煉變質劑，在精煉變質過程中不會對環境造成任何污染，實現了綠色清潔化的生產過程；簡化工序減少了處理過程中鋁的燒損，降低了生產成本。
下面結合實施例對本發明作進一步的詳細描述。
實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組成的稀土復合精煉變質劑，進行攪拌，使稀土復合精煉變質劑在鋁合金熔融液中充分熔解。稀土復合精煉變質劑中Al的百分比為80～95％，稀土復合精煉變質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℃溫度范圍內進行鎮靜孕育。即可得凈化、變質的鋁合金熔液。精煉凈化效果能持續保持5～10小時，且在重熔后仍保持變質效果。
實施例二將A1Si12Cu鋁合金熔化成液體，扒去浮渣。加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成的稀土復合精煉變質劑，進行充分攪拌。稀土復合精煉變質劑中Al的百分比為80～95％，稀土復合精煉變質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℃溫度范圍內進行鎮靜孕育。鋁合金熔液的凈化及變質效果可持續8小時以上，經壓鑄后廢品率低于2％，鑄件針孔度達1～2級。下表列出了采用各種變質劑精煉變質后AlSi12Cu的機械性能
實施例三將ZL101A鋁合金熔化成液體，扒去浮渣。加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成的稀土復合精煉變質劑進行攪拌，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％。當稀土復合精煉變質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℃溫度范圍內進行鎮靜孕育，時間約30分鐘左右。即可得凈化、變質的鋁合金熔液。鋁合金熔液的變質效果可達10小時，二次重熔仍保持其變質效果。經低壓鑄造的鋁輪轂針孔度達1級。經變質處理后的ZL101A輪轂，T4、T6機械性能均明顯高于GB1173-86的標準值，詳細數據如下
實施例四將ADCl2鋁合金熔化成液體，扒去浮渣。加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成的稀土復合精煉變質劑，稀土復合精煉變質劑的加入量為鋁合金熔液的0.1～0.5％。稀土復合精煉變質劑中各元素分別為La-3～10％、Ce-3～10％、Nd-1～5％、Pr-1～5％、Y-0～3％，Al—85～95％。進行攪拌，當稀土復合精煉變質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℃溫度范圍內進行鎮靜孕育，時間約40分鐘左右。鋁合金熔液的變質效果可達10小時，二次重熔仍保持其凈化、變質效果。經對壓鑄生產的40噸材料進行檢測，與采用鈉鹽作精煉變質劑的常規精煉變質方法處理的ADCl2鋁合金相比，測試數據如下
權利要求
1．一種鋁合金復合精煉變質方法，主要包括以下步驟A．將鋁合金熔化成液體，扒去浮渣；B．加入稀土復合精煉變質劑攪拌，使稀土復合精煉變質劑在鋁合金熔液中充分熔解，稀土復合精煉變質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℃溫度范圍內進行鎮靜孕育，得凈化、變質的鋁合金熔液。
2．根據權利要求1所述的鋁合金復合精煉變質方法，其特征在于所述稀土復合精煉變質劑的加入量為鋁合金熔液的0.1～0.5％。
3．根據權利要求1所述的鋁合金復合精煉變質方法，其特征在于所述鎮靜孕育的時間不少于30分鐘。
4．根據權利要求1所述的鋁合金復合精煉變質方法，其特征在于所述的惰性氣體為脫水的N2或Ar。
5．一種用于權利要求1所述鋁合金復合精煉變質方法的稀土復合精煉變質劑，由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al組成，其中Al的百分比為80～95％。
6．根據權利要求5所述的稀土復合精煉變質劑，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
本發明揭示了一種鋁合金復合精煉變質方法。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組成的稀土復合精煉變質劑攪拌;然后,用惰性氣體作15～30分鐘的吹煉攪拌;最后,在720℃～760℃溫度范圍內進行鎮靜孕育。采用本發明方法精煉的鋁合金,精煉凈化效果能持續保持5～10小時,且在重熔后仍保持變質效果。無污染,同時又能實現對硅晶體的變質效果,改善了鋁合金溶液的冶金質量和性能。
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 優先權日2001年1月4日
發明者毛協民, 唐多光, 王曉秋, 程其明, 丁偉中, 何丹明 申請人:上海大學