本發明屬于金屬材料領域，特指一種提高稀土對鋁合金熔體凈化效果的方法。
背景技術：
鋁合金具有質量輕、導熱性好延展性好、強度高、耐腐蝕性優良等一系列優異特性，大量應用在機械工程、能源化工、控制裝備、房產建筑等現代化建設的各個行業，當前高新技術領域，對鋁合金材料提出了越來越高的強度和剛度要求
但是在鋁合金熔煉過程中，由于爐料不潔，爐料受熱表面氧化，導致已熔化的鋁合金液內部存在一定數量的夾雜和氣體，液面上有由金屬氧化物和被卷入外來雜質混合物構成的熔渣，熔渣、夾雜和氣體嚴重危害了鋁合金的性能，有可能導致鋁合金鑄件的報廢，因此，除渣精煉是必要的凈化處理工藝，常用的除渣精煉有三種方式，(1)熔劑法：在鋁合金熔煉過程中，將溶劑加入到熔體內部，通過一系列物理化學作用，達到除氣除雜的目的；(2)吹氣法：將惰性氣體通入到鋁熔體內部，形成氣泡，熔體中的氫在分壓差的作用下擴散進這些氣泡中，并隨氣泡的上浮而被排除；(3)過濾法：讓鋁熔體通過中性或活性材料制造的過濾器，以分離懸浮在熔體中的固態夾雜物。但是這三種方法都存在一定的缺陷，溶劑法對環境和設備或造成嚴重的損害，吹氣法成本高、去除夾雜的效果也不明顯，過濾法對于10um以上的夾雜過濾效果較好，而對于10um以下的夾雜過濾效率比較低；7000系列鋁合金屬于航空系列，是鋁鎂銅合金，可熱處理，屬于超硬合金，有良好的耐磨性，我國因為鋁熔體凈化效果不夠理想，造成7000系鋁合金純度不高，綜合力學性能還有所欠缺，目前基本依靠進口。
技術實現要素：
為解決上述難題，本發明提出一種提高稀土對鋁合金熔體凈化效果的方法，可以有效去除鋁合金熔體的金屬夾雜和非金屬夾雜物，降低鋁合金熔體含氫量，對鋁合金熔體的凈化效果明顯。
本發明的目的通過如下技術方案實現：一種提高稀土對鋁合金熔體凈化效果的方法，包括如下步驟：
(1)精煉劑的配制：原料包括氯化鈉、氯化鉀、六氟鋁酸鈉、硝酸鈉、碳酸鈉、稀土混合物，以重量分數計，稱取氯化鈉10‐20份、氯化鉀10‐20份、六氟鋁酸鈉20‐40份、硝酸鈉10‐20份、碳酸鈉10‐20份、稀土混合物8‐40份，將稱取的氯化鈉、氯化鉀、六氟鋁酸鈉、硝酸鈉、碳酸鈉分別置于干燥箱中，干燥溫度60‐130℃，干燥時間2‐4h，將稱取的稀土混合物置于另外的干燥箱中，干燥溫度100‐150℃，干燥時間1‐3h，烘干后使用篩網過濾，篩網為400目，篩網過濾后將原料放入錐形混合機內混合攪拌，在50‐80℃的條件下混合攪拌1‐2h，混合攪拌均勻后，將錐形混合器打開，靜置降溫，降至常溫后，將混合物置于冷壓機上壓成直徑20cm、厚度1‐2cm的圓餅狀精煉劑，放入干燥容器中保存；
(2)精煉凈化：稱取圓餅狀精煉劑，圓餅狀精煉劑與鋁合金熔體的重量比為1:100‐200，當鋁熔體溫度為690‐720℃時，將圓餅狀精煉劑通過鋁合金噴吹精煉機緩慢通入鋁合金熔體內，當圓餅狀精煉劑全部通入到鋁合金熔體內，取出鋁合金噴吹精煉機，進行精煉，精煉時間為3‐8h，精煉結束后，通過扒渣機清除鋁熔體表面的浮渣，清除后保溫靜置1‐2h；
(3)過濾凈化：先用洗耳球將泡沫陶瓷過濾器內的碎屑清除，然后將不同孔徑的泡沫陶瓷過濾器進行預熱，預熱溫度100‐150℃，預熱時間0.5‐1h，以去除水汽，將泡沫陶瓷過濾器按孔徑從大到小依次垂直安放在澆注系統的橫澆道內，過濾時鋁合金熔體依次流經30ppi泡沫陶瓷過濾器、25ppi泡沫陶瓷過濾器、20ppi泡沫陶瓷過濾器、15ppi泡沫陶瓷過濾器，過濾完成后即可澆注。
所述稀土混合物包括碳酸鑭、氧化鑭、硫酸鈰銨、氟化鈰，其重量比為1‐2：1‐2：1：1。
所述泡沫陶瓷過濾器的過濾速度大于鋁合金熔體的澆注速度。
所述泡沫陶瓷過濾器為碳化硅材質。
所述泡沫陶瓷過濾板厚度為15‐40mm。
本發明具有有益效果：本發明將常用的鋁熔體凈化技術進行整合，把溶劑法與過濾凈化法相結合，并對溶劑法的精煉劑配方進行優化，將稀土混合物添加到精煉劑中，并通過合理的精煉劑組成、含量搭配，制備高效除氣除雜的熔劑，稀土混合物物同鋁熔體反應能夠析出自由的活性稀土原子，這些活性稀土原子具有還原氧化鋁夾雜作用；稀土元素可與鋁合金液中的氧，氮，氫等雜質和一系列低熔點雜質分別形成熔點高的難熔化合物，很容易和熔渣一起從金屬液中排除出去，達到除渣精煉的目的；碳酸鑭、氧化鑭、硫酸鈰銨、氟化鈰在鋁液凈化中產生兩層保護膜，內層可吸附夾雜及熔劑與夾雜的反應生成物質，保證了鋁液的凈化，外層起到了隔絕空氣保護鋁液的作用。另外稀土對鋁熔體具有細化作用，可以提高鋁合金液的流動性和鑄造性能，細化合金鑄造組織，使鋁合金強度，硬度，耐磨性和耐蝕性提高；
本發明在橫流道內設有孔徑不同的泡沫陶瓷過濾器，泡沫陶瓷過濾能有效去除鋁液中小于1‐2um的夾雜物，去除鋁液中的氣體，改善鋁合金的純度，使綜合力學性能提高，目前鋁熔體中去除夾雜物的最有效工具；同時過濾后的鋁熔體由紊流運動變成層流運動，能夠減少由于紊流造成的鋁合金內部氣孔的數量。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明做進一步的補充和說明。
實施例1
一種提高稀土對鋁合金熔體凈化效果的方法，包括如下步驟：
(1)精煉劑的配制：原料包括氯化鈉、氯化鉀、六氟鋁酸鈉、硝酸鈉、碳酸鈉、稀土混合物，以重量分數計，稱取氯化鈉10份、氯化鉀10份、六氟鋁酸鈉20份、硝酸鈉10份、碳酸鈉10份、碳酸鑭2份、氧化鑭2份、硫酸鈰銨2份、氟化鈰2份，將稱取的氯化鈉、氯化鉀、六氟鋁酸鈉、硝酸鈉、碳酸鈉分別置于干燥箱中，干燥溫度80℃，干燥時間4h，將稱取的碳酸鑭2份、氧化鑭2份、硫酸鈰銨2份、氟化鈰2份置于另外的干燥箱中，干燥溫度120℃，干燥時間2h，烘干后使用篩網過濾，篩網為400目，篩網過濾后將原料放入錐形混合機內混合攪拌，在50℃的條件下混合攪拌1h，混合攪拌均勻后，將錐形混合器打開，靜置降溫，降至常溫后，將混合物置于冷壓機上壓成直徑20cm、厚度1cm的圓餅狀精煉劑，放入干燥容器中保存；
(2)精煉凈化：稱取圓餅狀精煉劑，圓餅狀精煉劑與鋁合金熔體的重量比為1:100，當鋁熔體溫度為690℃時，將圓餅狀精煉劑通過鋁合金噴吹精煉機緩慢通入鋁合金熔體內，當圓餅狀精煉劑全部通入到鋁合金熔體內，取出鋁合金噴吹精煉機，進行精煉，精煉時間為3h，精煉結束后，通過扒渣機清除鋁熔體表面的浮渣，清除后保溫靜置1h；
(3)過濾凈化：先用洗耳球將泡沫陶瓷過濾器內的碎屑清除，然后將不同孔徑的泡沫陶瓷過濾器進行預熱，預熱溫度100℃，預熱時間1h，以去除水汽，將泡沫陶瓷過濾器按孔徑從大到小依次垂直安放在澆注系統的橫澆道內，過濾時鋁合金熔體依次流經30ppi泡沫陶瓷過濾器、25ppi泡沫陶瓷過濾器、20ppi泡沫陶瓷過濾器、15ppi泡沫陶瓷過濾器，過濾完成后即可澆注。
所述泡沫陶瓷過濾器的過濾速度為鋁合金熔體的澆注速度的兩倍。
所述泡沫陶瓷過濾器為碳化硅材質。
所述泡沫陶瓷過濾板厚度為15‐40mm。
本發明所鑄造的合金為7000系合金，鑄造工藝、合金配方與中國發明專利“一種7000系鋁合金材料及其制備方法”(專利號201210205032.6)相同，其不同之處在于凈化技術不同。
實施例2
與實施例1基本相同，其不同之處在于，稱取氯化鈉20份、氯化鉀20份、六氟鋁酸鈉40份、硝酸鈉20份、碳酸鈉20份、碳酸鑭4份、氧化鑭4份、硫酸鈰銨4份、氟化鈰4份。
實施例3
與實施例1基本相同，其不同之處在于，稱取氯化鈉20份、氯化鉀20份、六氟鋁酸鈉40份、硝酸鈉20份、碳酸鈉20份、碳酸鑭6份、氧化鑭6份、硫酸鈰銨3份、氟化鈰3份。
實施例4
與實施例1基本相同，其不同之處在于，稱取氯化鈉20份、氯化鉀20份、六氟鋁酸鈉40份、硝酸鈉20份、碳酸鈉20份、碳酸鑭8份、氧化鑭8份、硫酸鈰銨8份、氟化鈰8份。
實施例5
與實施例1基本相同，其不同之處在于，稱取氯化鈉15份、氯化鉀15份、六氟鋁酸鈉30份、硝酸鈉15份、碳酸鈉15份、碳酸鑭4份、氧化鑭4份、硫酸鈰銨4份、氟化鈰4份。
實施例6
與實施例1基本相同，其不同之處在于，稱取氯化鈉15份、氯化鉀15份、六氟鋁酸鈉15份、硝酸鈉15份、碳酸鈉15份、碳酸鑭6份、氧化鑭6份、硫酸鈰銨6份、氟化鈰6份。
本發明鋁合金熔體凈化后的除渣、除氣效果可達97％，提高了鋁合金鑄件的純度，使鋁合金鑄件的綜合力學性能大大提高。
不脫離本發明的構思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應當理解，本發明不限于特定的實施方式，本發明的范圍由所附權利要求限定。