用于熔炼铝合金的添加剂及其制备和应用方法技术

本发明专利技术用于熔炼铝合金的添加剂及其制备和应用方法，涉及使用专用添加剂进行有色合金的制造技术领域，该添加剂由金属粉末、助溶剂、发热剂、引爆剂和防潮剂五部分组成；其制备方法是：按质量百分比为金属粉末∶助溶剂∶发热剂∶引爆剂∶防潮剂＝７０～８１．５∶１５～２０∶２～５∶１～３∶０．５～２进行原料配比，用球磨机将原料充分混合均匀成为复合粉末，装入模具，采用液压压力机进行冷压，即制得用于熔炼铝合金的添加剂；其应用方法是：将装有纯铝锭的石墨坩埚置于电阻炉中，升温至铝锭熔化为铝液，加入该添加剂，与铝液发生反应，即制得铝合金。该添加剂在不降低铝合金质量前提下，解决了自身溶解温度高、吸收率低和吸收率不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的技术方案涉及使用专用添加剂进行有色合金的制造
，具体地说是 。
技术介绍
铝合金是目前工业生产中广泛应用的轻金属材料，具有密度低，对光、热和电波的 反射率高，表面处理性能好，吸震和降噪性能优越等优点，因此被广泛应用于航天、航 空、航海、汽车、建材和日用文体等各个领域。熔炼铝合金时需要加入一种或多种金属 元素或非金属元素，以制成不同成分或牌号的铝合金，满足不同的性能要求。常用的元 素有硅、铁、铜、锰、钛、铬和锆等，采用中间合金方式加入这些元素的方法，存在吸 收率低、成分控制不稳定、炼制中间合金能耗高以及元素烧损严重及生产成本高的缺点。 熔炼铝合金时加入用于熔炼铝合金的添加剂克服了中间合金的部分缺点，在铝合金生产 行业得到了较为广泛的应用。报道研发用于熔炼铝合金的添加剂的现有技术的文献不多。CN1046193公开了一种 熔炼铝合金用的添加剂，该专利的铁剂、锰剂和钛剂的助熔剂中使用了钠盐，在AI-Si 合金中钠盐可以作为一种较好的变质元素，但是在其它铝合金的熔体中的钠盐含量过高 会增大合金的粘度，使铸造拉裂倾向增加并产生钠脆性，因而该专利应用的局限性较大； CN 200810034831.5披露了含硼化物的铝合金锰添加剂，该专利添加剂中不但使用了钠 盐，而且其制备需要在不锈钢容器中，于150 200'C烘烤2 3小时，而后在球磨机上 球磨1 2小时，再在150 200'C烘烤1 2小时方可使用。这样的过程使得该专利的制 备工艺相对复杂、生产周期长和能耗大。另外，该专利锰剂的吸收率一般在80%左右， 专利中所述如优化工艺，吸收率也只能达90%以上，锰剂的吸收率显得相对较低。上述现有用于熔炼铝合金的添加剂虽然解决了以铝基中间合金方式添加的缺点，但 都难以解决其自身溶解温度高、吸收率低和吸收率不稳定的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:提供， 该添加剂在不降低铝合金产品质量的前提下，解决了其自身溶解温度高、吸收率低和吸 收率不稳定的问题。本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案是用于熔炼铝合金的添加剂，由金属粉 末、助溶剂、发热剂、引爆剂和防潮剂五部分组成，其中，金属粉末为铁、铜、锰、铬、钛或锆金属元素中的一种，该金属粉末所占总体的质量百分比为70 81.5%，其纯度》 98%，粒度为80 120目；助溶剂是用氟硅酸盐、硫酸盐及氟盐配置成含有离子组成质量 百分比为F—: 47.64、 K+: 37.66、 Al3+: 8.71、 Si4+: 3.37、 Ca2+: 1.83、 S6+: 0. 52和02一 0.26的助溶剂，该助溶剂所占总体的质量百分比为15 20%;发热剂是铝粉，该发热剂 所占总体的质量百分比为2 5%，其纯度》98%,粒度为80目；引爆剂为未膨化的珍珠 岩，该引爆剂所占总体的质量百分比为1 3%，其粒度为80目；防潮剂是高级脂肪酸， 该防潮剂所占总体的质量百分比为0. 5 2%。上述用于熔炼铝合金的添加剂的制备方法，其步骤如下按质量百分比为金属粉末助溶剂发热剂引爆剂防潮剂=70 81.5 : 15 20 : 2 5 : 1 3 : o. 5 2进行原料的配比，用球磨机将该配比好的原料充分混合均匀成为复合粉末，再将其装入模具，采用液压压力机在室温、压力为50MPa 100MPa、保压 时间为30秒 60秒的条件下进行冷压，即制得用于熔炼铝合金的添加剂，上述金属粉 末为铁、铜、锰、铬、钛或锆金属元素的一种，其纯度》98%，粒度为80 120目，由工 业纯金属熔体用保护性气体为介质进行雾化制取；助溶剂是用氟硅酸盐、硫酸盐及氟盐 配置成含有离子组成质量百分比为F—: 47.64、 K+: 37.66、 Al3+: 8.71、 Si4+: 3.37、 Ca2+: 1.83、 S6+: 0.52和02—: 0.26的助溶剂;发热剂的是铝粉，其纯度》98%，粒度为80目;引爆剂为未膨化的珍珠岩，其粒度为80目；防潮剂是高级脂肪酸。上述中所说的高级脂肪酸的化学式为RCOOH，指C6 C26的一元羧酸，是公知的化 工商品。上述用于熔炼铝合金的添加剂的制备方法中，所说的由工业纯金属熔体用保护性气 体为介质进行雾化制取的工艺是公知方法。(详见Beddow， J. K.著，胡云秀，曹勇家译， 雾化法生产金属粉末(The production of metal powders by atomization) . 北京 冶金工业出版社，1985.)上述用于熔炼铝合金的添加剂的应用方法，步骤是将装有纯铝锭的石墨坩埚置于电阻炉中，并将电阻炉升温至695'C 705r,当铝锭 熔化为铝液时，将上述方法制得的用于熔炼铝合金的添加剂加入上述石墨坩埚中的熔体 表面，该添加剂和铝液迅速发生反应，保温8 10分钟，再用高纯石墨棒轻微搅拌熔体 20 30秒钟，即制得所需铝合金，该用于熔炼铝合金的添加剂的加入质量为按铝合金 熔体成分实际需要的金属粉末含量除以0.7 0.815来计算，金属粉末为铁、铜、锰、铬、 钛或锆金属元素中的一种。上述涉及的百分比，除特别写明的之外，均为质量百分比。(下同) 本专利技术的有益效果是本专利技术的熔炼铝合金的添加剂的组成原料经过特定的处理或 选择，其作用如下-① 本专利技术用于熔炼铝合金的添加剂中的金属粉末由工业纯金属熔体用保护性气体为 介质进行雾化制取，以防止金属粉末表面氧化，使其具有良好的表面活性；② 本专利技术用于熔炼铝合金的添加剂中选用的助溶剂是经过正交试验(测试不同比例的F—、 K+、 Al3+、 Si4+、 Ca2+、 S"和02—离子对金属粉末溶化率的影响)而确定了的最佳成分 比例，可使得元素实吸率最大，充分发挥助溶剂的助溶效果。③ 本专利技术用于熔炼铝合金的添加剂中的发热剂的主要成分是铝粉，当其氧化为A1A 时释放热量，能够提高添加剂中纯金属粉末的熔化速度，縮短熔炼时间，以达到促进金 属粉末快速熔解的目的，有助于降低熔炼能耗。④ 本专利技术用于熔炼铝合金的添加剂中的引爆剂为未膨化的珍珠岩(主要成分为Si02 和A1A)，可以使得添加剂发生轻微爆破，使其快速、均匀分布到铝液中，同时起到聚 渣的作用，将铝液中的杂质带到熔液表面，方便除渣。⑤ 本专利技术用于熔炼铝合金的添加剂中的防潮剂选用高级脂肪酸，用作保持添加剂的 干燥，同时又能够起到粘结剂的作用，并有效地提高了添加剂的纯净度。⑥ 本专利技术用于熔炼铝合金的添加剂不使用钠盐，消除了钠对铝合金的影响，适用于 各种类型铝合金熔炼，大大提高了该添加剂的应用范围。由于本专利技术的熔炼铝合金的添加剂的组成原料经过特定的处理、选择和合理的配比， 因而比之现有技术具有如下的显著的进步(1) 解决了添加剂自身溶解温度高的问题。对铝液温度要求较低，在695t: 705'C 即可溶解。溶解速度快，在8 10分钟即可实现全部熔解，縮短了铝液的熔炼时间，有 利于降低铝液的氧化和吸气；(2) 解决了吸收率低的问题。金属元素(铁、铜、锰、铬、钛或锆金属元素中的一 种)吸收效率高，其平均吸收率高于96%;(3) 解决了吸收率不稳定的问题。由正交试验确定的F—、 K+、 Al3+、 Si4+、 Ca2+、 S6+、 02—等离子的比例制得的助溶剂，不但对于一种金属元素有高的吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于熔炼铝合金的添加剂，其特征在于：它由金属粉末、助溶剂、发热剂、引爆剂和防潮剂五部分组成，其中，金属粉末为铁、铜、锰、铬、钛或锆金属元素中的一种，该金属粉末所占总体的质量百分比为７０～８１．５％，其纯度≥９８％，粒度为８０～１２０目；助溶剂是用氟硅酸盐、硫酸盐及氟盐配置成含有离子组成质量百分比为Ｆ↑［－］：４７．６４、Ｋ↑［＋］：３７．６６、Ａｌ↑［３＋］：８．７１、Ｓｉ↑［４＋］：３．３７、Ｃａ↑［２＋］：１．８３、Ｓ↑［６＋］：０．５２和Ｏ↑［２－］：０．２６的助溶剂，该助溶剂所占总体的质量百分比为１５～２０％；发热剂是铝粉，该发热剂所占总体的质量百分比为２～５％，其纯度≥９８％，粒度为８０目；引爆剂为未膨化的珍珠岩，该引爆剂所占总体的质量百分比为１～３％，其粒度为８０目；防潮剂是高级脂肪酸，该防潮剂所占总体的质量百分比为０．５～２％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵维民，李海鹏，王志峰，琚子来，丁俭，李永艳，董斌，张宏标，黄春瑛，蔚成全，史中方，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]