鋁合金精煉劑的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種鋁合金精煉劑，其特征在于，由KCl、NaCl、CaF2、Na3AlF6、Mg2N3、C2Cl6和稀土組成，上述組分按質量百分比分別為，35-50%：30-40%：5-8%：8-15%：5-10%：3-6%：0.2-0.5%，本發明的鋁合金精煉劑具有除雜效果好，除氣能力更強，特別是能去除細小尺寸的氧化鋁夾雜；而且能夠降低金屬燒損能夠，改善鋁合金熔煉后圓鑄錠的微觀組織等特點。
【專利說明】f呂合金精煉劑
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種金屬熔煉加工領域，具體地說是一種鋁合金精煉劑。
【背景技術】
[0002]鋁合金在熔煉過程中不可避免地吸收和攜帶氣體和產生夾雜物，從而引起鑄件的氣孔、縮孔、縮松、裂紋和滲漏等一系列缺陷，這將使鋁合金的純度降低，影響質量。因此，必須對鋁合金熔煉過程進行精煉、凈化處理，以排除這些氣體和夾雜物，提高鋁合金的質量，而在鋁合金中加入精煉劑進行精煉和凈化處理是常用的一種措施。
[0003]目前鋁合金熔煉行業中使用的精煉劑有3種，它們是RJ1-1、RJ1_2、RJ2-1.。這三種精煉劑是一般以惰性氣體為載體通入鋁合金熔體中進行除氣除雜。當前，國內生產的鋁合金精煉劑，在使用過程中存在一些問題，比如:鋁渣分離性不良，除氣效果差，發熱效果過大，增加鋁的燒損，或者無發熱效果，導致無法進行熱渣的回收等。一般情況下，鋁合金熔體在除氣除雜之前，H (氫)含量往往在0.30ml/100gAl以上，如果原材料差一點，H含量甚至超過0.40ml/100gAl,目前市場上的精煉劑可將爐內鋁熔體的H含量除至0.2ml/100gAl左右的水平。
[0004]有關鋁合金精煉劑，我們檢索到以下文獻:
1、中國專利，名稱:一種鋁及鋁合金用精煉劑，申請(專利)號:CN 20101052274.4，公開(公告)號:CN101967565B申請(專利權)人:湖南晟通科技集團有限公司地址:湖南省長沙市金星路109號晟通工業園，發明(設計)人:張煜；趙斌南；敬葉靈；熊自強，摘要:一種鋁及鋁合金用精煉劑，主要由NaCl、Na2SiF6, Na2SO4, CaF2和C6Cl6組成，其特征在于，上述組分按質量百分比的含量為，NaCl:30-85%, Na2SiF6:5-40%, Na2SO4:5-40%, CaF2:2-20% 和 C6Cl6: 0.5-5%:該精煉劑還可以包括 CaMg (CO3) 2、Na3AlF6' NaS2O3' NaF 中的一種或者多種。上述提供的無鉀精煉劑造渣性能好，除氣、除雜能力強，成本低，用該精煉劑精煉鋁及鋁合金后產生的鋁灰可以實現回槽利用。
[0005]2、中國專利，名稱:一種鋁合金熔煉精煉劑申請(專利)號:CN201210492286.0公開(公告)號:CN102965536A申請(專利權)人:寧波杭州灣新區珠峰企業管理服務有限公司地址:315336浙江省寧波杭州灣新區濱海二路1188號發明(設計)人:鄒科寅摘要:一種鋁合金熔煉精煉劑，由如下重量百分比組份組成:氯化鉀40-70%，氟化鋁鈉15-30%，六氟苯1-10%，硫化鈣5-15%，硫酸鈉5_20%，改鋁合金熔煉精煉劑加大了除去氫的能力，使得氫的含量降低到0.12ml/gAl的水平，除雜效果明顯，并且加入精煉劑后的精煉生產過程工藝簡單，提高了精煉劑的利用率。
上述的鋁合金精煉劑雖然能夠將除去一些夾雜及降低氫含量，但是對于夾雜較多的鋁合金熔煉過程，特別是含細小的夾雜物、非金屬氧化物等夾雜去除效果達不到要求，所以導致精煉劑使用量大，成本高； 而且上述精煉劑還含如苯、氟等有害元素，將造成生產后鋁灰、夾渣等廢物處理的環境問題。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種除雜效果好，除氣能力更強，特別是能去除細小尺寸的氧化鋁夾雜的鋁合金精煉劑。
[0007]本發明是這樣實現的:
一種鋁合金精煉劑，其特征在于，由KCl、NaCl、CaF2、Na3AlF6、Mg2N3、C2Cl6和稀土組成，上述組分按質量百分比分別為，35-50%:30-40%:5-8%:8-15%:5-10%:3-6%:0.2-0.5%。 [0008]以上所述的組分按質量百分比分別是上述組分按質量百分比分別為，KCl:40-45%,NaCl:36-38%、CaF2:5_6%、Na3AlF6:8_10%、Mg2N3:7-9%,C2Cl6:2_3%、稀土:0.2-0.3%。
[0009]以上所述的稀土為鑭和鈰，其質量百分比為1:1。
[0010]將KC1、、NaCUCaF2, Na3AlF6, Mg2N3> C2Cl6和稀土七組分經混合、攪拌、過熱熔化去結晶水、冷卻和篩濾即獲得本發明的鋁合金精煉劑。
[0011]上述組分中，KCl、NaCl的作用:對固態Al2O3、夾雜物和氧化膜有很強的浸潤能力，且在熔煉溫度下NaCl和KCl的比重只有1.55g / cm3和1.50g / cm3,明顯小于鋁熔體的比重，故能很好地鋪展在鋁熔體表面，破碎和吸附熔體表面的氧化膜。
[0012]上述組分中，Na3AlF6、CaF2的作用:主要起精煉作用，如吸附、溶解A1203。隨冰晶石含量的增加，氧化鋁在熔劑中的溶解度也隨之增加；在溫度較高時，冰晶石溶解氧化鋁的能力較大，更易于與鋁液分離；而且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，由于熔劑一熔體表面張力的提高，加速了熔劑吸附夾雜的過程。
[0013]上述組分中，Mg2N3的作用是:氮化鎂具有很強的破碎和溶解Al2O3的能力，并且能與Al2O3反應，反應生成的N2對排氫也有很大的作用。
[0014]上述組分中，C2Cl6的作用是:吸濕性低，使用方便，精煉效果好，且有晶粒細化作用。
[0015]上述組分中，稀土的作用是:稀土化合物可與熔體反應生成稀土單質，稀土單質能置換和吸附熔體中雜質氫成絡合物REH2或REH3達到除氣的作用，又可與氧化鋁反應置換出鋁，從而降低鋁熔體中氧化物夾雜的數量，使Al2O3夾雜的尺寸變小，還可使鋁合金起到晶粒細化和變質的作用。
[0016]本發明的精煉劑在使用常用組分的基礎上加入Mg2N3和稀土制成，而且稀土昂貴，每次試驗費用非常高，其組分和具體含量本領域技術人員根本不可能在現有技術的基礎上，僅僅通過合乎邏輯的分析、推理或者有限的實驗可以得到的，本發明具有突出的實質性特點和顯著的進步。
[0017]本發明的突出的實質性特點和顯著的進步是:
1.使用氮氣將本發明精煉劑吹入熔體內進行精煉，除雜效果好，除氣能力更強，用量少，在不使用在線除氣裝置的情況下，其含氫量能降到大約0.10~0.15ml/100gAl的水平。
[0018]2.本發明的精煉劑不與金屬及爐襯起化學作用，控制了發熱效果，降低金屬燒損，鋁氧化燒損率減少30%以上，鋁渣產出率降低50%。
[0019]3.本發明的精煉劑加入的氮化鎂具有很強的破碎和溶解Al2O3的能力，并且能與Al2O3反應，反應生成的N2對排氫也有很大的作用。
[0020]4.本發明的精煉劑熔煉后的鋁合金圓鑄錠的微觀組織致密性均勻，基本無疏松、夾渣等缺陷，增加了鋁合金圓鑄錠的內部組織的均勻性與晶粒的細化，改善了后工序鋁擠壓合金型材的質量與加工性能，鋁合金圓鑄錠成品率由原來的95.5%提高到98.5%。
[0021]5.本發明采用冰晶石溶解氧化鋁、稀土元素還原氧化鋁的特點能夠高效地去除小尺寸氧化物夾雜，稀土和冰晶石一起，充分去除熔體中的氧化物夾雜，其精煉能力顯著提聞。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
按質量百分比稱取 KCl:35%, NaCl: 40%、CaF2:5%、Na3AlF6:8%、Mg2N3:5%、C2Cl6:3% 和稀土鑭和鈰:0.2%，鑭和鈰的質量百分比為1:1，將以上幾種物料混合、攪拌均勻、放入電爐中過熱熔化去結晶水、出爐后冷卻，最后篩濾濾即獲得本發明的鋁合金精煉劑。
[0023]實施例2
按質量百分比稱取 KCl:38%, NaCl: 39%、CaF2:6%、Na3AlF6:9%、Mg2N3:6%、C2Cl6:4% 和稀土鑭和鈰:0.3%，鑭和鈰的質量百分比為1:1，將以上幾種物料混合、攪拌均勻、放入電爐中過熱熔化去結晶水、出爐后冷卻，最后篩濾濾即獲得本發明的鋁合金精煉劑。
[0024]實施例3
按質量百分比稱取 KCl:40%, NaCl: 38%、CaF2:7%、Na3AlF6:10%、Mg2N3:7%、C2Cl6:5% 和稀土鑭和鈰:0.4%，鑭和鈰的質量百分比為1:1，將以上幾種物料混合、攪拌均勻、放入電爐中過熱熔化去結晶水、出爐后冷卻，最后篩濾濾即獲得本發明的鋁合金精煉劑。
[0025]實施例4
按質量百分比稱取 KCl:42%, NaCl: 37%、CaF2:8%、Na3AlF6:11%、Mg2N3:8%、C2Cl6:6% 和稀土鑭和鈰:0.5%，鑭和鈰的質量百分比為1:1，將以上幾種物料混合、攪拌均勻、放入電爐中過熱熔化去結晶水、出爐后冷卻，最后篩濾濾即獲得本發明的鋁合金精煉劑。
[0026]實施例5
按質量百分比稱取 KCl:45%, NaCl: 36%、CaF2:5%、Na3AlF6:12%、Mg2N3:9%、C2Cl6:3% 和稀土鑭和鈰:0.2%，鑭和鈰的質量百分比為1:1，將以上幾種物料混合、攪拌均勻、放入電爐中過熱熔化去結晶水、出爐后冷卻，最后篩濾濾即獲得本發明的鋁合金精煉劑。
[0027]實施例6
按質量百分比稱取 KCl:46%,NaCl: 35%、CaF2:6%、Na3AlF6:13%、Mg2N3:10%、C2C16:4% 和稀土鑭和鈰:0.3%，鑭和鈰的質量百分比為1:1，將以上幾種物料混合、攪拌均勻、放入電爐中過熱熔化去結晶水、出爐后冷卻，最后篩濾濾即獲得本發明的鋁合金精煉劑。
[0028]實施例7
按質量百分比稱取 KCl:48%, NaCl: 33%、CaF2:7%、Na3AlF6:14%、Mg2N3:6%、C2Cl6:5% 和稀土鑭和鈰:0.4%，鑭和鈰的質量百分比為1:1，將以上幾種物料混合、攪拌均勻、放入電爐中過熱熔化去結晶水、出爐后冷卻，最后篩濾濾即獲得本發明的鋁合金精煉劑。
[0029]實施例8
按質量百分比稱取 KCl:49%, NaCl: 32%、CaF2:8%、Na3AlF6:15%、Mg2N3:7%、C2Cl6:6% 和稀土鑭和鈰:0.5%，鑭和鈰的質量百分比為1:1，將以上幾種物料混合、攪拌均勻、放入電爐中過熱熔化去結晶水、出爐后冷卻，最后篩濾濾即獲得本發明的鋁合金精煉劑。[0030]實施例9
按質量百分比稱取 KCl:50%, NaCl: 31%、CaF2:6%、Na3AlF6:12%、Mg2N3:8%、C2Cl6:4% 和稀土鑭和鈰:0.3%，鑭和鈰的質量百分比為1:1，將以上幾種物料混合、攪拌均勻、放入電爐中過熱熔化去結晶水、出爐后冷卻，最后篩濾濾即獲得本發明的鋁及鋁合金精煉劑。
[0031]實施例10
按質量百分比稱取 KCl:48%, NaCl: 30%、CaF2:7%、Na3AlF6:13%、Mg2N3:9%、C2Cl6:5% 和稀土鑭和鈰:0.4%，鑭和鈰的質量百分比為1:1，將以上幾種物料混合、攪拌均勻、放入電爐中過熱熔化去結晶水、出爐后冷卻，最后篩濾濾即獲得本發明的鋁合金精煉劑。
[0032]本發明人將本發明的精煉劑用于本單位的熔鑄廠的生產實際，當鋁合金熔體溫度達到690~720°C時，以惰性氣體(純度為99.5%的N2)為載體，按爐內熔體總重量的0.1%均勻通入鋁及鋁合金熔體中進行精煉10~15min (熔體較多時取上限)。精煉后，鋁合金熔體H含量達到0.10~0.15ml/100gAl。如果使用普通固體精煉劑進行精煉，其精煉溫度一般要求在710~760°C范圍內，用量為爐內熔體總重量的0.1%~0.2%，而精煉后鋁合金熔體H含量一般在0.2ml/100gAl以上。
[0033]本發明精煉劑和原使用精煉劑對比表
【權利要求】
1.一種鋁合金精煉劑，其特征在于，由KCl、NaCl、CaF2、Na3AlF6、Mg2N3、C2Cl6和稀土組成，上述組分按質量百分比分別為，35-50%:30-40%:5-8%:8-15%:5-10%:3-6%:0.2-0.5%。
2.根據權利要求1所說的鋁合金精煉劑，其特征在于，上述組分按質量百分比分別是 KCl:40-45%, NaCl:36-38%, CaF2:5_6%、Na3AlF6:8_10%、Mg2N3:7_9%、C2Cl6:2_3%、稀土:0.2_0.3%ο
3.根據權利要求1所說的鋁合金精煉劑，其特征在于:所述的稀土為鑭和鈰，其質量百分比為1:1。
【文檔編號】C22C1/06GK103643069SQ201310660348
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】周雄多, 梁敬鈞, 陳榮立 申請人:南南鋁業股份有限公司