一种高纯净铝锶中间合金线材的制备方法技术

本发明专利技术提供一种高纯净铝锶中间合金线材的制备方法，将铝锭加入电炉，熔化成铝液，熔体精炼，精炼完毕后去除表面浮渣；分批次加入金属锶；浇铸液首先流过设有稳流台的流槽，再通过双层套管，最后流入模具铸坯；挤压成型。本发明专利技术重新设计生产工艺流程，对浇铸方式改进，使铝锶中间合金Al

A preparation method of high purity Al SR master alloy wire

【技术实现步骤摘要】
一种高纯净铝锶中间合金线材的制备方法
本专利技术涉及金属材料领域，涉及铝锶中间合金线材，尤其是一种高纯净铝锶中间合金线材的制备方法。
技术介绍
铝硅合金的变质剂多种多样，目前应用较为成熟的是Na和Sr变质。其中钠变质在实际应用中存在较多问题，如有效时间短、吸收率低、易腐蚀工具，对切削加工不利，易形成缩松，影响合金质量，同时还对工人身体健康及环境造成一定影响，因此，钠变质正逐渐被取代。锶变质不仅效果好、用量小，而且具有长效性、重熔性，变质温度范围广，不产生过变质效果，对冷却速度不敏感，不腐蚀工具，不污染环境，因此引起了人们的广泛关注，但由于金属锶化学性质极其活泼，极易氧化，因此常采用Al-Sr中间合金的形式加入。Al-Sr中间合金主要用于亚共晶及共晶铝硅合金的变质，向该类合金中加入Al-Sr中间合金后，Sr吸附在共晶硅上，当达到一定浓度后，阻止共晶硅台阶生长，产生的大量孪晶共晶硅变为以孪晶凹槽生长，从而达到变质效果。Al-Sr中间合金生产工艺的难点在于纯净度的控制，传统工艺方法只能做到3000μm以上，在产品含渣量偏大时，加入后吸气情况增加，导致锶元素氧化增加，锶元素烧损情况加剧，熔体中锶元素含量降低，在生产高质量的铸造铝硅铸件时，会导致产品夹渣情况严重，影响铸件的产品质量，力学性能降低。我们发现，在浇铸过程中由于熔体流动，会产生旋涡、浪涌现象，锶元素极易出现氧化，在一定温度下表面的氧化浮渣伴随着熔体产生的旋涡、浪涌搅入到熔体内部，随熔体流入胚料，进而流入产品中,导致产品纯净度不达标。<br>
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服传统工艺的不足，提供一种高纯净铝锶中间合金线材的制备方法，用于铝硅合金变质使用。实现本专利技术目的的技术方案为：一种高纯净铝锶中间合金线材的制备方法，包括以下步骤：(1)将铝锭加入电炉，升温670℃-1200℃，使铝料在电炉中熔化成铝液，加入表面覆盖剂，熔体精炼，精炼完毕后去除表面浮渣；(2)将金属锶按压至铝液中，使其熔化，铝锭：金属锶质量比8～10:1；(3)断电，熔体精炼，完毕后清理表面浮渣，补充覆盖剂；(4)重复上述操作(2)、(3)，至加入完毕所有金属锶；(5)金属加入完毕后将熔体升温至780-1200℃后再进行浇铸；(6)浇铸液首先流过设有稳流台的流槽，再通过双层套管，最后流入模具铸坯；(7)挤压成型。而且，所述的设有稳流台的流槽是在流槽内均匀间隔设置多组稳流台，每组稳流台均包括上挡台、下挡台，上、下挡台交错间隔设置，上挡台的高度为2.8±1cm，下挡台的高度为4.6±2cm。稳流台能够调整熔体在流槽的流态，调整熔体流动近似层流状态，通过层流流动，保证熔体表面的浮渣不会卷入到熔体内，避免流槽中熔体流动过程中出现旋涡或者浪涌等情况时将熔体表面的浮渣卷入到熔体内，最大可能使熔体中的氧化夹渣出现沉降；改进熔体流动方向，增加熔体在流槽的停留时间，最大程度的让夹杂沉降。由于需长期在流槽中进行停留，增加自动加热系统，保证温度处于一个相对恒定的区间，确保熔体流动性相对稳定，保证生产流程的稳定进行。而且，所述的双层套管由内、外两层管构成，内层管采用石墨管，外层管采用不锈钢管，外层管比内层管长2～3cm，外层管制有进气口连接氮气源。本专利技术的优点和有益效果：1、本专利技术提供的铝锶中间合金，按质量含量计，包括1～22wt％的Sr、＜0.20％的Si、＜0.30wt％的Fe余量的Al。本专利技术提供的高纯净铝锶中间合金线材通过重新设计生产工艺流程，对浇铸方式改进，使铝锶中间合金Al4Sr粒子尺寸和氧化物含量得到很大改善，且变质效果得到提升。实验结果表明，本专利技术提供的铝锶中间合金线材中Al4Sr粒子为平均尺寸20-60μm，500倍显微组织下，氧化夹渣含量≤1000μm，变质效果在30s内已经起到作用。本专利技术提供的制备方法简单，易于控制，适用于大规模工业生产。2、本专利技术增加流槽稳流台装置后，由于流槽稳流台对熔体流动起到调节作用，通过上下挡台的控制，将熔体控制在一个类似平流流动的方式，减少铸造过程中熔液紊流造渣情况，通过调控流体类层流流动，熔体流动过程中夹渣受重力原因出现沉降，受到流槽稳流台的阻截，避免夹渣流入到铸坯内，提高产品纯净度，实现了一种高纯净的铝锶中间合金生产技术。附图说明图1为本专利技术流槽的结构图；图2为图1的C部放大图；图3为图2的A-A向截面图；图4为图2的B-B向截面图；图5为双层套管的结构放大图；图6为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。实施例1：(1)配料：99.99铝锭、金属锶(2)将360kg铝锭加入电炉，升温，使铝料在电炉中熔化成铝液，调整温度至670-1200℃，熔体精炼，精炼完毕后去除表面浮渣，增加表面覆盖剂。(3)使用特殊工具将2.5kg金属锶按压至铝液中，待金属锶熔化完全后进行下一操作，直至将10kg金属锶加入完毕。(4)金属锶加入完毕后，由于锶和铝十分活泼，故断电精炼，降低高温氧化程度，调整温度熔体温度至700-1200℃，清理表面浮渣，补充覆盖剂。(5)重复上述3、4操作，控制熔体温度在730-1200℃，逐步加入金属锶。(6)金属加入完毕后将熔体升温至780-1200℃进行浇铸。浇铸液依次流过没有安装稳流台的流槽和双层套管，铸坯过程中，开启双层套管，气体流量在2000-2500ml/h，铸造过程中通过惰性气体保护，调整铸造冷却水流量：1.4-6.6m3/h、1.2-1.4m3/h、0.6-0.8m3/h，0.9-1.1m3/h、0.8-1.0m3/h、0.9-1.1m3/h；，确保铸坯冷却成型，挤压机速度在4.5-9.5r/min。按照上述流程生产完毕后进行检验，检验结果具体如下表1、表2：表1成分检验结果在不安装流槽稳流台，只分批次加锶和双层套管装置后，产品成分满足内控标准，杂质元素未出现超标现象，同时主成分锶元素也满足内控需求。表2Al4Sr粒子尺寸及氧化夹渣含量不安装流槽稳流台，只分批次加锶和双层套管装置后，产品氧化物含量出现了超标情况，试验过程中对产品中残留的夹渣进行检查，其成分组成主要为氧化铝和氧化锶。进而确定为产品生产过程出现氧化。实施例2在流槽1上均匀间隔增加多组稳流台2，所述的稳流台由上挡台、下挡台交错间隔设置，上挡台的高度为2.8±1cm，下挡台的高度为4.6±2cm。在流槽的末段连接双层套管3，内层管采用约13-15cm石墨管作为导流管，一方面便于清理，方便下一次使用，另一方面避免在长期高温的情况下，出现断裂等现象，外层管采用15-17cm(外管比内管长约2cm)不锈钢管进行套管保护，通氩气进行保护，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯净铝锶中间合金线材的制备方法，包括以下步骤：/n(1)将铝锭加入电炉，升温670℃-1200℃，使铝料在电炉中熔化成铝液，加入表面覆盖剂，熔体精炼，精炼完毕后去除表面浮渣；/n(2)将金属锶按压至铝液中，使其熔化，铝锭：金属锶质量比8～10:1；/n(3)断电，熔体精炼，完毕后清理表面浮渣，补充覆盖剂；/n(4)重复上述操作(2)、(3)，至加入完毕所有金属锶；/n(5)金属加入完毕后将熔体升温至780-1200℃后再进行浇铸；/n(6)浇铸液首先流过设有稳流台的流槽，再通过双层套管，最后流入模具铸坯；/n(7)挤压成型。/n

【技术特征摘要】
1.一种高纯净铝锶中间合金线材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铝锭加入电炉，升温670℃-1200℃，使铝料在电炉中熔化成铝液，加入表面覆盖剂，熔体精炼，精炼完毕后去除表面浮渣；
(2)将金属锶按压至铝液中，使其熔化，铝锭：金属锶质量比8～10:1；
(3)断电，熔体精炼，完毕后清理表面浮渣，补充覆盖剂；
(4)重复上述操作(2)、(3)，至加入完毕所有金属锶；
(5)金属加入完毕后将熔体升温至780-1200℃后再进行浇铸；
(6)浇铸液首先流过设有稳流台的流槽，再通过双层套管，最后流入模具铸坯；
(7)挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永，陈邵龙，王炜，刘飞，张亚培，王士斌，张娟，马明明，张雅斌，
申请(专利权)人：河北四通新型金属材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13