专利名称：新型特种铝铟(Al-In)合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及新金属材料领域，具体是一种新型特种铝铟(Al-In)合金工艺和生产设备，其生产出的合金丝可应用于高速轴承涂层，液晶板涂层，太阳能电池，核动力调节剂， 光电池，晶体管。
背景技术：
金属铟用于平板显示镀膜、信息材料、高温超导材料、集成电路的特殊焊料、高性能合金以及国防、医药、高纯试剂等众多高科技领域，产品附加值高，比如IXD电视、太阳能电池、航空轴承和发动机轴承、高科技武器等产品都离不开铟。高纯铟制成的铟系化合物是良好的半导体材料。铟合金可用作红外线检波器的材料。铟系化合物可制作微波振荡器。飞机和汽车发动机高级轴承镀铟能提高耐磨性和耐蚀性，大大延长使用寿命。舰船用探照灯反光镜镀一层铟，不怕海水腐蚀，也不变暗。铟合金在原子能工业中用途吸收中子材料；可用来测量中子流及其能量。铟合金，也可用作真空密封，能使玻璃与玻璃或玻璃与金属相粘接。铟合金同时也常用来制作假牙和装饰品。铟也是电光源的材料。铟还是易熔合金及特殊焊料的组元等。因此铝铟合金，是一种可以在很多领域中获得应用的新型材料。就目前情况而言，下游产品只有国外生产，要在国内生产就必须先生产出铝铟合金原材料，目前国内没有任何厂家生产新型特种铝铟(Al-In)合金。要制作铝铟合金有较大难度。具体原因如下首先金属铝和金属铟并不存在固溶体。其次铝仅的密度为2.7g/cm3，而铟的密度为7.31g/cm3。并且铝的熔点为660°C但是铟的熔点为156°C。简单地熔炼铝铟合金，使之的成分达到均勻良好的效果是非常困难的。其次，由于铝铟合金不存在固溶体，所以铟是以弥散的形式分布在金属铝的晶界边缘的。用现有的生产设备生产出简单的铝铟合金，要通过简单压力加工成型，有很大难度，容易产生原料开裂，起皮等质量问题，影响生产效率。
发明内容
具体内容如下一、合金组成成分包括，铝、铟、稀土铈。二、生产工艺1使用真空中频感应电炉进行熔炼。采用真空中频感应电炉进行熔炼，具有真空的环境，可使原料脱气，去除了添加覆盖剂和精炼剂的烦琐过程，同时据有良好的磁场搅拌作用，使浇铸时的成分更均勻。同时在浇铸时采用不断电浇铸，这样可使原料一直得到良好充分的搅拌。2在原料中添加入了晶粒细化剂。
加入的晶粒细化剂，可以在金属冷却结晶时形成更多的晶核，从而细化了晶粒，在保证产品成分稳定均勻的同时，对于后续的压力加工起到了良好的辅助作用。3热处理工艺。热处理温度彡550°C、保温时间彡1小时，热处理后的铸锭不再是铸态，更有利于后续的压力加工。4轧制工艺。控制加工变形总量。5拉制工艺。控制加工变形总量以及拉制速度。三、生产设备半连续浇铸系统。真空中频电炉上实现了真空熔炼-非真空半连续浇铸的技术。所采用的半连续浇铸系统，主要由中间包、结晶器、衔接装置、牵引装置，四部分组成。浇铸时直接将熔炼完成的原料倒入中间包中，始终保持中间包的液面达到一定的平衡，由牵引装置进行拉铸，拉铸成锭再进行进一步的压力加工。使用此系统，
附图1生产工艺流程图。附图2半连续浇铸系统示意图。附图3半连续浇铸系统结晶器示意图。附图4产品的成分光谱分析。附图5产品的金相组织图。
具体实施例方式为了能够更清楚地说明本发明的技术内容，特举实际生产的实例。参阅附图1，为生产工艺流程图。附图2，为半连续浇铸系统，包括炉体1、坩埚、高频线圈2、中间包3、结晶器4、可开闭式密封门5、牵引装置6。实际生产过程中时，将原料加入坩埚2中，抽真空送电开始熔化，全部熔化完毕以后，准备浇铸。浇铸前先打开可开闭式密封门5破坏掉炉内的真空，安装牵引装置。准备完毕后开始浇铸，直接将坩埚中的金属液倒入中间包2中，金属液开始进入结晶器4中，打开冷却水，让结晶器4(附图3)内充满水，并且水不断流动，以便让水把热量不断带走，以达到快速冷却金属液，使之结晶的目的。同时，下部的牵引装置4开始运动，直接连铸成型。成型完成后，可在炉体外直接取出铸锭。取出铸锭后，将铸锭直接放在热处理炉中进行温度< 550°C、保温时间< 1小时的热处理。热处理完毕以后，再通过轧机进行轧制，严格控制加工的变形总量，轧成细条以后再在拉丝机上拉制成型，拉制时应严格控制加工的变形总量。
拉制成要求尺寸以后，对于表面进行修整、清洗干净以后，包装、出厂。本发明的新型铝铟合金成分光谱分析参阅附图4，其中铝含量为97. 02%，铟含量为2.98%。稀土铈由于含量很低在0.01%以下，未能体现出。所生产出的产品，金相组织图参阅附图5，其中黑色点状组织，为铟在铝之中弥散分布的情况，而其余组织为铝的金相组织。综上所述，所生产出的铝铟合金，成分均勻稳定、使用性能良好，生产工艺合理，生产效率高。
权利要求
1.一种新型特种铝铟(Al-In)合金，包括合金组成成分、生产工艺以及生产设备。其特征在于所述生产工艺包括，真空熔炼、半连续浇铸、热处理条件、压力加工。所述生产设备包括半连续浇铸设备。
2.根据权利要求1新型特种铝铟(Al-In)合金，其特征在于，合金组成成分包括铝、铟、 稀土铺。
3.根据权利要求1新型特种铝铟(Al-In)合金，其特征在于，包括真空中频感应电炉熔炼AUnCe合金，最大程度提高合金纯度。
4.根据权利要求1新型特种铝铟(Al-In)合金，其特征在于，包括晶粒细化剂。
5.根据权利要求1新型特种铝铟(Al-In)合金，其特征在于，还包括半连续浇铸系统。 所述铸造系统包括中间包、结晶器、衔接装置和牵引装置。
6.根据权利要求1新型特种铝铟(Al-In)合金，其特征在于，热处理温度和时间。
全文摘要
本发明具体是一种新型特种铝铟(Al-In)合金，包括合金组成成分，生产工艺和生产设备。真空熔炼，通过半连续浇铸系统浇铸成型，再经过热处理、压力加工工序，从而进行生产出高质量的铝铟合金。所生产出的铝铟合金，成分均匀稳定、使用性能良好，生产工艺合理，生产效率高，填补了国内生产铝铟合金的空白。可应用于高速轴承涂层，液晶板涂层，太阳能电池，核动力调节剂，光电池，晶体管的制作与生产。
文档编号C22F1/04GK102242294SQ20101017495
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者李裕琴 申请人:上海宇擎稀贵金属材料有限公司