本发明专利技术提供了一种铝合金精炼剂及其制备工艺，铝合金精炼剂包括以下质量份数的各组分：氯化钠：25‑35质量份；氯化钾：20‑30质量份；氟硅酸钠：5‑10质量份；氟化钠：10‑20质量份；氟钛酸钾：5‑10质量份；氟硼酸钾：5‑10质量份；碳酸钠：5‑10质量份；硫酸钠：10‑20质量份；硝酸钾：1‑5质量份；氟铝酸钾：2‑5质量份。本发明专利技术提供的铝合金精炼剂，通过优化配方，使得铝合金精炼剂既能够起到除渣除气的精炼目的，还能够起到有效的晶粒细化的作用，即在铝合金熔液精炼除渣除气的过程中同时细化晶粒，并使晶粒均匀分布于铝合金熔液中，从而能够减少或替代铝合金熔液改性所需加中间合金等工序，从而优化铝合金的生产工艺，提高铝合金的生产效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属熔炼加工领域，具体而言，涉及一种铝合金精炼剂及该铝合金精炼剂的制备工艺。
技术介绍
现有的铝合金精炼剂以氮气等惰性气体为载体，通过喷粉机将其喷入铝合金熔液中，通过惰性气体的搅拌与铝合金熔液中的杂质发生物理化学反应，吸附氧化物和氢气等杂质并上浮到铝合金熔液表面，从而达到除渣除气的精炼目的。目前，有许多铝合金铸造产品为改善机械性能和工艺性能，会在铝合金熔液中投入块状的铝钛硼中间合金进行改性处理，铝钛硼合金块通过自然熔化，可以有效细化铝合金组织晶粒。但是，一方面块状的铝钛硼合金块自然熔化慢，扩散不均匀，影响其细化晶粒的效果；另一方面铝钛硼通常是投入到铝合金熔液转运包中，为了防止铝合金熔液温度降低凝固，一般都会及时转送到保温炉中，铝钛硼沉到转运包底部，造成铝钛硼合金块未充分熔化或扩散不均匀等现象，对工艺稳定性有一定影响。
技术实现思路
为了解决上述技术问题至少之一，本专利技术的一个目的在于提供一种铝合金精炼剂。本专利技术的另一个目的在于提供一种上述铝合金精炼剂的制备工艺。为了实现上述目的，本专利技术第一方面的实施例提供了一种铝合金精炼剂，包括以下质量份数的各组分：氯化钠：25-35质量份；氯化钾：20-30质量份；氟硅酸钠：5-10质量份；氟化钠：10-20质量份；氟钛酸钾：5-10质量份；氟硼酸钾：5-10质量份；碳酸钠：5-10质量份；硫酸钠：10-20质量份；硝酸钾：1-5质量份；氟铝酸钾：2-5质量份。本专利技术第一方面的实施例提供的铝合金精炼剂，通过优化配方，使得铝合金精炼剂既能够起到除渣除气的精炼目的，还能够起到有效的晶粒细化的作用，即在铝合金熔液精炼除渣除气的过程中同时细化晶粒，并使晶粒均匀分布于铝合金熔液中；而现有的铝合金精炼剂只能起到除渣除气的精炼目的，为了改善机械性能和工艺性能，需要增加加入中间合金的工序，但是该工序起到的晶粒细化作用有限，且对工艺稳定性有一定影响；因此相较于现有技术，本申请提供的铝合金精炼剂能够减少或替代铝合金熔液改性所需加中间合金等工序，从而优化铝合金的生产工艺，提高铝合金的生产效率。具体地，本申请提供的铝合金精炼剂能够对铝合金起到良好的晶粒细化作用的原因在于：其吹入铝合金熔液后，能够发生物理化学反应，产生大量的TiB2粒子弥散在铝合金熔液中，TiB2粒子熔点很高，且它的晶格常数与铝合金固溶体的晶格常数相近，为铝合金固溶体原子的排列创造了有利条件；TiB2粒子直径很小，约在0.1μm到几微米之间，弥散分布在铝合金熔液中，一旦铝合金熔液开始凝固，它们最先析出在铝合金熔液中形成初晶核，而铝合金凝固过程具有一定的传染性，使接下来的凝固晶粒也与之相近，所以TiB2粒子能够细化铝合金的晶核，为铝合金铸件提供大量的非自发晶核，起到细化晶粒的作用。进一步地，TiB2粒子的产生主要来源于：铝合金精炼剂中引入了氟钛酸钾(K2TiF6)和氟硼酸钾(KBF4)，这两种组分在铝合金熔液中发生剧烈的化学反应生成TiB2，生成的TiB2相大多为颗粒状，尺寸为0.1μm左右，且由于氟钛酸钾和氟硼酸钾随氮气吹入铝合金熔液以及化学反应作用剧烈，使生成的TiB2相弥散分布在铝合金熔液中，起到了晶核的作用。其中，氟钛酸钾和氟硼酸钾发生的化学反应如下：K2TiF6+2KBF4→TiB2+4KF+5F22K2TiF6+2KBF4+5Al→TiB2+TiAl3+6KF+4F2+2AlF3进一步地，铝合金精炼剂的其他主要组分及其各自起到的作用分别为：氟化钠(NaF)：作为清渣剂，能分别和铝合金熔液、氧化夹渣发生反应，且发生的反应为放热反应，反应产物中的Na3AlF6有精炼作用，Na进入Al-Si合金中具有变质作用。其中，氟化钠与铝合金熔液和氧化夹渣发生的反应为：6NaF+Al→Na3AlF6+3Na6NaF+2Al2O3→3NaAlO2+Na3AlF66NaF+Al2O3→2AlF3+3Na2O氟硅酸钠(Na2SiF6)：a)起发热作用，其进入铝合金熔液中能够发生下述一系列的化学反应：先发生分解反应：Na2SiF6→SiF4+2NaF然后发生：3SiF4+4Al→4AlF3+3SiAlF3+2Al→3AlF6AlF+3O2→2Al2O3+2AlF3上述四个反应中，后三个都是放热反应，因此能升高熔渣的温度，减缓铝合金熔液冷却凝固速度；b)起精炼作用，其与Al2O3发生下述反应：3Na2SiF6+2Al2O3→2Na3AlF6+3SiO2+2AlF3生成的Na3AlF6有精炼作用，能吸附Al2O3，同时放热反应所产生的热量也使熔渣温度升高。氟铝酸钾(K3AlF6)：a)起到精炼作用，能吸附Al2O3形成混合物便于清除；b)能够提高铝合金熔液和熔渣间的分离性。氯盐(如NaCl、KCl)：a)氯盐如氯化钠(NaCl)和氯化钾(KCl)，和氟盐相比，能更好地润湿Al2O3，将其吸附除去；b)降低熔渣混合物的熔点；c)氯盐的铺开性较好，能较好地覆盖铝合金熔液表面防止铝合金熔液被氧化。硫酸盐(如Na2SO4)：硫酸盐在清渣过程中发生放热反应，迅速升高混合盐的温度，加速氟盐的化学反应。硝酸盐(如KNO3)：硝酸盐能与吸入铝合金熔液中的氢原子发生反应，使其氧化生成H2O逸出铝合金熔液，达到除气精炼的效果。碳酸盐(如Na2CO3)：与熔渣发生物理化学反应，降低熔渣的密度，便于熔渣上浮铝合金熔液表面而去除。由上可知，本申请提供的铝合金精炼剂，通过多种组分的相互搭配，且各组分分别控制在合适的范围内，使得铝合金精炼剂吹入铝合金熔液后，既能够发挥优异的除渣除气的精炼作用，又能够对铝合金起到优异的细化晶粒的作用。另外，本专利技术提供的上述实施例中的铝合金精炼剂还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，优选地，所述铝合金精炼剂包括以下质量份数的各组分：氯化钠：25-30质量份；氯化钾：20-25质量份；氟硅酸钠：5-8质量份；氟化钠：10-15质量份；氟钛酸钾：8-10质量份；氟硼酸钾：8-10质量份；碳酸钠：5-7质量份；硫酸钠：10-12质量份；硝酸钾：1-3质量份；氟铝酸钾：2-5质量份。将各组分的含量范围进一步缩小至上述范围，能够使铝合金精炼剂的精炼作用和细化晶粒的作用得到进一步优化。在上述任一技术方案中，所述铝合金精炼剂包括的组分中：氯化钠、氯化钾、氟化钠、硝酸钾的颗粒度为10-20目，氟硅酸钠、碳酸钠、硫酸钠和氟铝酸钾的颗粒度为20-60目，氟钛酸钾、氟硼酸钾的颗粒度为60目以上。在上述技术方案中，所述铝合金精炼剂包括的组分中：10-20目的颗粒占60wt％-70wt％，60目以上的颗粒占15wt％-20wt％，其余为20-60目之间的颗粒。铝合金精炼剂的原料包含多种组分，将其按照一定的颗粒级配搭配起来，能够使铝合金精炼剂发挥更好的作用。其中，10-20目的颗粒(即相对较粗但不结块的颗粒)占的质量百分比为60-70％，该粒度范围内的组分主要是起物理反应的混合盐，包括氯化钠、氯化钾、氟化钠和硝酸钾，其中，氟化钠、硝酸钾参与了部分化学反应，控制这部分原料的颗粒较粗，是因为较粗的颗粒便于吹气作业和吸附熔渣并上浮到铝合金熔液表面；60目以上的颗粒(即相对较细的颗粒)占的质量百分比为15-20％，该粒度范围内的组分主要起化学反应作用，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铝合金精炼剂，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：氯化钠：25‑35质量份；氯化钾：20‑30质量份；氟硅酸钠：5‑10质量份；氟化钠：10‑20质量份；氟钛酸钾：5‑10质量份；氟硼酸钾：5‑10质量份；碳酸钠：5‑10质量份；硫酸钠：10‑20质量份；硝酸钾：1‑5质量份；氟铝酸钾：2‑5质量份。
【技术特征摘要】
1.一种铝合金精炼剂，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：氯化钠：25-35质量份；氯化钾：20-30质量份；氟硅酸钠：5-10质量份；氟化钠：10-20质量份；氟钛酸钾：5-10质量份；氟硼酸钾：5-10质量份；碳酸钠：5-10质量份；硫酸钠：10-20质量份；硝酸钾：1-5质量份；氟铝酸钾：2-5质量份。2.根据权利要求1所述的铝合金精炼剂，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：氯化钠：25-30质量份；氯化钾：20-25质量份；氟硅酸钠：5-8质量份；氟化钠：10-15质量份；氟钛酸钾：8-10质量份；氟硼酸钾：8-10质量份；碳酸钠：5-7质量份；硫酸钠：10-12质量份；硝酸钾：1-3质量份；氟铝酸钾：2-5质量份。3.根据权利要求1或2所述的铝合金精炼剂，其特征在于，所述铝合金精炼剂包括的组分中：氯化钠、氯化钾、氟化钠、硝酸钾的颗粒度为10-20目，氟硅酸钠、碳酸钠、硫酸钠和氟铝酸钾的颗粒度为20-60目，氟钛酸钾、氟硼酸钾的颗粒度为60目以上。4.根据权利要求3所述的铝合金精炼剂，其特征在于，所述铝合金精炼剂包括的组分中：10-20目的颗粒占60wt％-70wt％，60目以上的颗粒占15wt％-20wt％，其余为20-60目之间的颗粒。5.根据权利要求1或2所述的铝合金精炼剂，其特征在于，所述铝合金精炼剂的总体含水量小于0.5％。6.一种铝合金精炼剂的制备工艺，其特征在于，包括：按照所述铝合金精炼剂包括的组分及各组分的质量份数称取原料；将所述铝合金精炼剂包括的组分投入烘干搅拌机中，进行搅拌烘干；搅拌烘干后，出料、冷却、称重、包装；其中，所述铝合金精炼剂包括以下质量份数的各组分：氯化钠：25-35质量份；氯化钾：20-30质量份；氟硅酸钠：5-10质量份；氟化钠：10-20质量份；氟钛酸钾：5-10质量份；氟硼酸钾：5-10质量份...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宏，林星，金根友，卓文琪，杨胜，王奇，
申请(专利权)人：浙江今飞凯达轮毂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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