专利名称：铝锶中间合金锭配方及制作工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有色金属变质剂中间合金锭的配方，具体地说涉
及一种铸造铝硅合金用的铝锶中间合金锭配方;本发明还涉及按照该 配方制做铝锶中间合金锭的工艺。
背景技术：
铸造铝硅合金因具有密度低、强度高、耐磨、耐热性好、热膨胀 系数低等优点，所以是铸造铝合金中运用范围最广、产量最大的一类 合金。但铝硅系合金随硅含量的升高，组织中出现大量针片状共晶硅， 甚至出现粗大多角形块状初晶硅，严重地割裂了基体，使合金的机械 性能特别是塑性显著降低，切削加工性能恶化。变质处理是改变结晶 硅相的形貌、尺寸的过程，但对含硅量小于6%的铝硅系合金进行变 质处理时，力学性能提高不显著，铸件反而易出现气孔。因此变质处 理主要是针对含硅量超过6%的铝硅系合金。自1920年发现Na对铝 硅系合金有变质作用以来，迄今已发现碱金属中的K、 Na、 Ca、 Sr、 Ba，混合稀土金属中的Eu、 La、 Ce、 Re，氮族元素中的Sb、 Bi，氧 族元素中的S、 Te，还有P、 C等元素均具有变质作用，人们也己研 制出多种变质剂和变质处理方法。现有技术中常用的变质剂为铝锶中 间合金锭-一AlSrlO。因其具有有效期长，可以达到3-4个小时、可连 续变质、变质处理后良好的遗传性、并且具有环保、无害的优点，故 被广泛使用。现有技术中铝锶中间合金锭一AlSrlO的工艺过程为:熔炼、熔体净化、合金化、精炼、静置、浇铸、检验。但通过长期的
生产实践发现现有技术所使用的AlSrlO变质剂在生产工艺上及产 品配方存在以下不足 一是现有技术的AlSrlO变质剂的生产工艺为
开放式生产，没有进行气体保护，锶与氧亲和度大大增加，随锶元素
浓度的上升，产品含气、含渣量大幅增加。研究表明使用传统工艺
生产铝锶中间合金时，锶元素浓度达到13%以上时，其使用性能急
剧降低，合金液流动性差、体积膨胀、产生偏析析出物。故其产品配
方中锶的含量一般为9%-11%，现有技术AlSrlO产品的生产配方为电 解铝金属锶=1 0. 12—0. 13。所以，传统工艺不适宜生产13%以 上锶含量的铝锶合金。二是现有技术的AlSrlO合金在对铸造铝硅系 合金进行变质处理时使用量高， 一般使用量为2.5%。，增加了产品成 本，铝锶合金带入铝液的杂质、气体量高。三是现有技术的AlSrlO 变质剂生产工艺由于没有进行气体保护，将每炉次的金属锶一次性加 入，人工进行搅拌，气体、夹杂含量增高，降低了合金化的均匀程度。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种锶元素含量高、 成本较低、在对铸造铝硅系合金进行变质处理时使用量低，带入铝液 的杂质、气体量低的铝锶中间合金锭配方。
本发明的另一个目的是提供铝锶中间合金锭的制作工艺。
本发明的解决方案是:铝锶中间合金锭配方，其特征是，电解铝
金属锶=1 : 0. 24—0. 28 。
铝锶中间合金锭制作工艺，包含下列步骤熔炼、熔体净化、合金化、精炼、静置、浇铸、检验，其特征是，在所述的熔体净化、合
金化工艺步骤间加入了氮气保护工艺步骤，所述的氮气保护工艺步骤
为.在净化处理后用石墨喷嘴将氮气喷在铝液表面，隔绝铝液与空气
中氧的接触，进行气体保护；所述的合金化工艺步骤改为了电磁搅拌
合金化工艺步骤，所述的电磁搅拌合金化工艺步骤为，在铝液中加入
金属锶后进行电磁搅拌，边搅拌边均匀合金化。
作为本发明制作工艺的进一步改进，在所述的电磁搅拌合金化工
艺步骤中，在铝液中分三批加入金属锶，批次加入间隔时间为2-8分
钟，加锶过程温度控制在860-87(TC。
本发明的有益效果是通过调整铝锶中间合金锭配方及相关工艺 步骤、参数，辅以氮气保护及精炼，提高了合金中有效元素的含量， 降低了合金液中有害气体，使之达到与等量AlSrlO变质剂相同的含 气量，同时通过调整相关工艺温度，解决了合金液流动性差、体积膨 胀、产生偏析析出物等缺陷。本专利申请的铝锶中间合金锭配方中锶 含量高于20%，比传统AlSrlO合金的锶含量高约10%。 参照本专利 申请生产的铝锶中间合金锭，在铸造铝硅系合金中的一般加入量为 1.25%。，比传统AlSrlO变质剂减少用量约50%，能达到相同的对铝 硅合金的变质效果，铝锶中间合金锭加入量的降低，使合金带入铝 液的杂质、气体减少了约50%，提高了产品质量。
具体实施例方式
实施例1. '
取1000千克电解铝，240千克金属锶，按下列步骤进行 熔炼将电解铝熔化，铝液最佳温度控制在约800°C;
熔体净化加入铝液量1. 5%。的市售无钠清渣剂充分搅拌后将熔渣处理干净，以达到对铝液进行净化的目的。
氮气保护净化处理后对金属液进行气体保护，保护方法为使用石墨 喷嘴将氮气喷在铝液表面，原本与铝液接触的空气因氮气的存在而与 铝液隔离，减少了铝液表面的氧化性气体，使极容易氧化的锶元素受 到了保护，减少了产生夹杂、吸附气体的几率。
电磁搅拌合金化在进行气体保护后，在铝液中分3批加入金属锶， 第一批加入本炉次投料量的50%，第二次加入本炉次投料量的30%，
第三次加入本炉次投料量的20%，加入后使用电磁进行搅拌，批次加 入间隔时间为2-8分钟，加锶过程温度控制在860°C。
精炼处理金属锶熔化完毕后，向铝液内通入氮气进行精炼处理，处
理过程铝液中的气体和夹杂充分上浮，降低了产品的气体和夹杂的含
量，精炼完毕后开启电磁搅拌约10-20分钟，使合金成分均匀化。 静置处理..然后对铝液进行静置2-5分钟，使铝液中的杂质充分上浮， 成分更加均匀。
浇铸浇铸最佳温度控制约850。C。 检测浇铸完毕后对合金成分进行检测。
实施例2.
取1000千克电解铝，260千克金属锶，按下列步骤进行
熔炼将电解铝熔化，铝液最佳温度控制在85(TC;
熔体净化加入铝液量1%。的市售无钠清渣剂充分搅拌后将熔渣处理 干净，以达到对铝液进行净化的目的。
氮气保护净化处理后对金属液进行气体保护，保护方法为使用石墨 喷嘴将氮气喷在铝液表面，原本与铝液接触的空气因氮气的存在而与 铝液隔离，减少了铝液表面的氧化性气体，使极容易氧化的锶元素受 到了保护，减少了产生夹杂、吸附气体的几率。
电磁搅拌合金化在进行气体保护后，在铝液中分3批加入金属锶，
第一批加入本炉次投料量的60%，第二次加入本炉次投料量的20%， 第三次加入本炉次投料量的20%,加入后使用电磁进行搅拌，批次加 入间隔时间为2-8分钟，加锶过程温度控制在865°C。
精炼处理金属锶熔化完毕后，向铝液内通入氮气对进行精炼处理，
处理过程铝液中的气体和夹杂充分上浮，降低了产品的气体和夹杂的
含量，精炼完毕后开启电磁搅拌搅拌10-20分钟，使合金成分均匀化。 静置处理然后对铝液进行静置2-5分钟，使铝液中的杂质充分上浮，成分更加均匀。
浇铸浇铸最佳温度控制在约900°C 。 检测浇铸完毕后对合金成分进行检测。
实施例3.
取1000千克电解铝，280千克金属锶，按下列步骤进行 熔炼将电解铝熔化，铝液最佳温度控制在90(TC;
熔体净化加入铝液量1. 5%。的市售无钠清渣剂充分搅拌后将熔渣处
理干净，以达到对铝液进行净化的目的。
氮气保护净化处理后对金属液进行气体保护，保护方法为使用石墨 喷嘴将氮气喷在铝液表面，原本与铝液接触的空气因氮气的存在而与 铝液隔离，减少了铝液表面的氧化性气体，使极容易氧化的锶元素受 到了保护，减少了产生夹杂、吸附气体的几率。
电磁搅拌合金化在进行气体保护后，在铝液中分3批加入金属锶，
第一批加入本炉次投料量的40%，第二次加入本炉次投料量的30%， 第三次加入本炉次投料量的30%,加入后使用电磁进行搅拌，批次加 入间隔时间为2-8分钟，加锶过程最佳温度控制在87CTC 。 精炼处理金属锶熔化完毕后，向铝液内通入氮气对进行精炼处理， 处理过程铝液中的气体和夹杂充分上浮，降低了产品的气体和夹杂的 含量，精炼完毕后开启电磁搅拌约10-20分钟，使合金成分均匀化。 静置处理对铝液进行静置2-5分钟，使铝液中的杂质充分上浮，成 分更加均匀。
浇铸浇铸最佳温度控制在约95(TC 。 检测浇铸完毕后对合金成分进行检测。
权利要求
1、铝锶中间合金锭配方，其特征是，电解铝金属锶＝10.24—0.28。
2、 铝锶中间合金锭制作工艺，包含下列步骤熔炼、熔体净化、 合金化、精炼、静置、浇铸、检验，其特征是，在所述的熔体净化、 合金化工艺步骤间加入了氮气保护工艺步骤，所述的氮气保护工艺步 骤为，在净化处理后用石墨喷嘴将氮气喷在铝液表面，隔绝铝液与空 气中氧的接触，进行气体保护；所述的合金化工艺步骤改为了电磁搅 拌合金化工艺步骤，所述的电磁搅拌合金化工艺步骤为，在铝液中加 入金属锶后进行电磁搅拌，边搅拌边均匀合金化。
3、 根据权利要求2所述的铝锶中间合金锭制作工艺，其特征是，在所述的电磁搅拌合金化工艺步骤中，在铝液中分三批加入金属锶， 批次加入间隔时间为2-8分钟，加锶过程温度控制在860-870°C 。
全文摘要
本发明公开了一种铝锶中间合金锭配方。还公开了该铝锶中间合金锭的制作工艺。铝锶中间合金锭配方为，电解铝∶金属锶＝1∶0.24-0.28。铝锶中间合金锭制作工艺，包含下列步骤熔炼、熔体净化、氮气保护、电磁搅拌合金化、精炼、静置、浇铸、检验。本发明提高了铝锶合金中有效元素的含量，降低了合金液中有害气体，解决了合金液流动性差、体积膨胀、产生偏析析出物等缺陷。本发明比传统AlSr10合金的锶含量高约10％。比传统AlSr10变质剂减少用量约50％。铝锶中间合金锭加入量的降低，使合金带入铝液的杂质、气体减少了约50％，提高了产品质量。
文档编号C22C1/00GK101519742SQ200810055288
公开日2009年9月2日 申请日期2008年6月30日 优先权日2008年6月30日
发明者臧立根 申请人:河北立中有色金属集团有限公司