一种铝合金用复合型镍元素添加剂制造技术

本发明专利技术涉及一种铝合金用复合型镍元素添加剂，其组分及质量百分含量为：雾化镍粉60～95％；铝粉1～20％；氟化钙2～8％；氟硅酸钠0～8％；碳酸钙0～8％；氟铝酸钾1～36.7％；微晶石蜡粉0.2～0.6％；乙二胺双硬脂酰胺0.1～0.5％；将混合好的物料通过液压机压制成圆饼状，单块重量在500～1500克，密度4.0～5.5g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金用复合型镍元素添加剂
本专利技术属于铝合金领域，涉及铝合金添加剂，尤其是一种铝合金用复合型镍元素添加剂及其生产方法。
技术介绍
工业纯铝具有良好的导电、导热、抗腐蚀、塑性加工等性能，可加工成板、带、箔和挤压制品等，但是力学性能较低，通过向铝中加入合金元素制成铝合金，可显著提高抗拉强度、硬度等力学性能。镍元素(Ni)是铝合金重要的合金化元素之一，在铝合金中可形成NiAl3等金属间化合物，提高合金的硬度、高温强度和体积、尺寸的稳定性，并有使铁元素(Fe)的化合物变成块状的倾向，即降低杂质元素铁(Fe)的有害作用，提高合金的焊接性能。镍的熔点为1453℃，比铝的熔点660℃高793℃，密度为8.90g/cm3，比铝的密度2.70g/cm3高6.20g/cm3，如以纯金属镍直接加入到铝熔体中需要提高熔炼温度，延长熔炼时间，还易造成成分偏析，目前一般以Al-Ni中间合金的形式加入，但是其Ni含量一般在20％以内，熔炼时能耗较高，损耗较大，因此使用成本也高。镍元素添加剂与Al-Ni中间合金相比，具有有效含量高，Ni含量一般在75％及以上，达到同样的元素含量其用量较中间合金可减少73％以上，具有运输、仓储、使用成本低等优势。目前，公开的镍元素添加剂一般由镍粉和助熔剂组成。如中国专利技术专利CN111235416A公布了一种高效绿色铝合金添加剂及其制备方法与应用，由金属粉和高活性超细铝粉组成，金属粉的质量百分比为70～90％，其余为高活性超细铝粉，其中的一种金属粉末为镍粉，可用于镍元素的添加；中国专利技术专利CN111270096A公布了一种高效环保型铝合金添加剂及其制备方法与应用，由金属粉和助溶剂组成，金属粉的质量百分比为70～90％，其余为助溶剂，其中的一种金属粉末为镍粉，可用于镍元素的添加；中国专利技术专利CN101709383A公开了一种高效环保型铝合金熔炼添加剂，主要由金属粉末、钾盐、硫磺粉组成，其中金属粉末提及了镍的金属粉末。目前公开的专利存在以下一种或多种缺陷：①仅公布了其中一种元素添加剂的原材料为镍粉，规定了镍粉的纯度和粒度，但未明确镍粉的制备工艺，中国专利技术专利CN111270096A的实施例5中镍粉的纯度仅为92.30％，为镍合金粉，存在纯度低，杂质含量高的问题，也未说明镍元素添加剂的熔化速度等应用性能指标；②中国专利技术专利CN111270096A的助熔剂成分为KCl、MgCl2、KAlF4，其中的KCl、MgCl2吸湿性很强，用作添加剂的助熔剂在生产及存储过程中极易发生吸潮、潮解，投入熔炉后会发生爆炸的危险；③中国专利技术专利CN111235416A仅提及了金属粉末和铝粉的纯度和粒度，未给出镍元素添加剂的实施例，且所用铝粉为-325目的超细铝粉，在混料、放料的生产过程中超细铝粉极易飘散至空气中，出现铝粉尘爆炸的危险，并且铝粉尘还危害人体健康；④中国专利技术专利CN101709383A其中所含的硫磺粉加入铝液后燃烧会产生明显的刺激性气味，环保性差。⑤公布的镍元素添加剂均为单一型，或者为助熔剂型，或者为铝型，其中单一助熔剂型的烟气量相对较大，单一铝型的熔解性能要差，熔化时间相对更长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种速熔、低杂质、非吸湿性、安全、环保的铝合金用复合型镍元素添加剂，克服现有技术镍元素添加剂在熔化速度、纯净度、吸湿性、安全、环保等方面的不足。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种铝合金用复合型镍元素添加剂，其组分及质量百分含量为：雾化镍粉60～95％；铝粉1～20％氟化钙2～8％；氟硅酸钠0～8％；碳酸钙0～8％；氟铝酸钾1～36.7％；微晶石蜡粉0.2～0.6％乙二胺双硬脂酰胺0.1～0.5％；将混合好的物料通过液压机压制成圆饼状，单块重量在500～1500克，密度4.0～5.5g/cm3。而且，雾化镍粉的Ni含量≥99.5％，氢损≤0.3％；粒度为：20-150目；松装密度：3.0-4.0g/cm3；水分含量≤0.05％。而且，其组分及质量百分含量为：雾化镍粉75％；铝粉5％；氟化钙3.5％；氟硅酸钠3％；碳酸钙2％；氟铝酸钾10.9％；微晶石蜡粉0.4％；乙二胺双硬脂酰胺0.2％。而且，铝粉，纯度≥99.7％，粒度：30-150目。而且，氟化钙、氟硅酸钠、碳酸钙、氟铝酸钾、微晶石蜡粉、乙二胺双硬脂酰胺均为工业级，纯度≥98％，粒度：30-325目。镍粉按其生产工艺的不同，可分为羰基镍粉、还原镍粉、电解镍粉、雾化镍粉等，其中，羰基镍粉是用羰基法生产的镍粉，为灰色或灰黑色不规则状粉末，在潮湿空气中易氧化，有毒性，主要用于粉末冶金、导电浆料、硅胶、电池、催化剂等；还原镍粉是用氢气还原氧化镍制得，为浅灰色球型粉末，主要用于合金结构钢、镍基摩擦材料、含镍磁性材料等；电解镍粉是将含镍的硫化物矿焙烧成氧化物，用炭还原成粗镍，再经电解制得，为灰黑色不规则树枝状粉末，主要应用于硬质合金、金刚石工具、碱性蓄电池、抗腐蚀颜料、磁性材料、粉末冶金零件、催化剂、汽车制造、原子能工业以及航空航天等领域或行业。以上3种镍粉一般为-200目或-300目的细粉末，易发生氧化燃烧，用于镍元素添加剂生产危险性较高。镍合金粉是以回收的镍合金零部件、加工屑等为原材料制备的镍粉，纯度一般不超过95％，主要杂质元素为Cr、Fe、Cu、Mn等。本专利技术所用的镍粉为雾化镍粉，采用水雾化和气雾化两种工艺生产，以电解镍为原料，熔化后经雾化、过滤干燥、还原、筛分、合批、包装等工序制成。雾化镍粉的形态为银灰色的不规则球状，比表面积大，熔化速度快；当镍粉粒度过粗时，镍元素添加剂不易压制成型，成分不均匀，熔化速度慢，当粒度过细时，易发生氧化燃烧，烧损增加，降低镍元素添加剂的实收率。本专利技术中优选的镍粉质量标准如下：①成分：Ni含量≥99.5％，氢损≤0.3％，其它单个金属元素杂质含量≤0.04％；②粒度：20-150目，其中20目筛上、150目筛下的比例≤5％；③松装密度：3.0-4.0g/cm3；④水分≤0.05％。在本专利技术中，氟铝酸钾的作用是分散、表面改性，促进镍粉的分散，熔解镍粉表面的氧化物，改善熔解性能；氟化钙的作用是在氟铝酸钾发挥分散、表面改性作用后，可对其进行吸附，减少烟气挥发，并改善渣铝分离效果，与氟铝酸钾协同发挥作用；氟硅酸钠的作用是分解放热，促进镍粉扩散熔解；碳酸钙的作用是放热，提升局部温度，加速镍粉的熔解；铝粉的作用是与镍粉混合后形成镍粉+铝粉的局部颗粒团，加入铝液后这部分颗粒团，优先发生放热反应，并生成NiAl3粒子，局部温度的提升，进一步加速了反应的进行，并且在盐类分散剂的协同作用下，复合型镍元素添加剂逐层快速熔解、扩散，被铝液吸收，完成合金化；微晶石蜡粉的作用是疏水、防潮，在产品表面形成一层疏水的保护膜，抑制产品吸湿；乙二胺双硬脂酰胺的作用是润滑，提高产品的成型性。铝粉，纯度≥99.7％，粒度：30-150目。氟化钙、氟硅酸钠、碳酸钙、氟铝酸钾、微晶石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金用复合型镍元素添加剂，其组分及质量百分含量为：/n雾化镍粉60～95％；/n铝粉1～20％/n氟化钙2～8％；/n氟硅酸钠0～8％；/n碳酸钙0～8％；/n氟铝酸钾1～36.7％；/n微晶石蜡粉0.2～0.6％/n乙二胺双硬脂酰胺0.1～0.5％；/n将混合好的物料通过液压机压制成圆饼状，单块重量在500～1500克，密度4.0～5.5g/cm

【技术特征摘要】
1.一种铝合金用复合型镍元素添加剂，其组分及质量百分含量为：
雾化镍粉60～95％；
铝粉1～20％
氟化钙2～8％；
氟硅酸钠0～8％；
碳酸钙0～8％；
氟铝酸钾1～36.7％；
微晶石蜡粉0.2～0.6％
乙二胺双硬脂酰胺0.1～0.5％；
将混合好的物料通过液压机压制成圆饼状，单块重量在500～1500克，密度4.0～5.5g/cm3。


2.根据权利要求1所述的铝合金用复合型镍元素添加剂，其特征在于：雾化镍粉的Ni含量≥99.5％，氢损≤0.3％；粒度为：20-15...

【专利技术属性】
技术研发人员：马涛，马明明，赵卫涛，张娟，杨烁，王红伟，田新乐，李伟，娄月，张苹，范建海，王文红，
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