铝合金精炼剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种铝合金精炼剂，其特征在于，由KCl、NaCl、CaF2、Na3AlF6、Mg2N3、C2Cl6和稀土组成，上述组分按质量百分比分别为，35-50%：30-40%：5-8%：8-15%：5-10%：3-6%：0.2-0.5%，本发明的铝合金精炼剂具有除杂效果好，除气能力更强，特别是能去除细小尺寸的氧化铝夹杂；而且能够降低金属烧损能够，改善铝合金熔炼后圆铸锭的微观组织等特点。
【专利说明】f吕合金精炼剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属熔炼加工领域，具体地说是一种铝合金精炼剂。
【背景技术】
[0002]铝合金在熔炼过程中不可避免地吸收和携带气体和产生夹杂物，从而引起铸件的气孔、缩孔、缩松、裂纹和渗漏等一系列缺陷，这将使铝合金的纯度降低，影响质量。因此，必须对铝合金熔炼过程进行精炼、净化处理，以排除这些气体和夹杂物，提高铝合金的质量，而在铝合金中加入精炼剂进行精炼和净化处理是常用的一种措施。
[0003]目前铝合金熔炼行业中使用的精炼剂有3种，它们是RJ1-1、RJ1_2、RJ2-1.。这三种精炼剂是一般以惰性气体为载体通入铝合金熔体中进行除气除杂。当前，国内生产的铝合金精炼剂，在使用过程中存在一些问题，比如:铝渣分离性不良，除气效果差，发热效果过大，增加铝的烧损，或者无发热效果，导致无法进行热渣的回收等。一般情况下，铝合金熔体在除气除杂之前，H (氢)含量往往在0.30ml/100gAl以上，如果原材料差一点，H含量甚至超过0.40ml/100gAl,目前市场上的精炼剂可将炉内铝熔体的H含量除至0.2ml/100gAl左右的水平。
[0004]有关铝合金精炼剂，我们检索到以下文献:
1、中国专利，名称:一种铝及铝合金用精炼剂，申请(专利)号:CN 20101052274.4，公开(公告)号:CN101967565B申请(专利权)人:湖南晟通科技集团有限公司地址:湖南省长沙市金星路109号晟通工业园，发明(设计)人:张煜；赵斌南；敬叶灵；熊自强，摘要:一种铝及铝合金用精炼剂，主要由NaCl、Na2SiF6, Na2SO4, CaF2和C6Cl6组成，其特征在于，上述组分按质量百分比的含量为，NaCl:30-85%, Na2SiF6:5-40%, Na2SO4:5-40%, CaF2:2-20% 和 C6Cl6: 0.5-5%:该精炼剂还可以包括 CaMg (CO3) 2、Na3AlF6' NaS2O3' NaF 中的一种或者多种。上述提供的无钾精炼剂造渣性能好，除气、除杂能力强，成本低，用该精炼剂精炼铝及铝合金后产生的铝灰可以实现回槽利用。
[0005]2、中国专利，名称:一种铝合金熔炼精炼剂申请(专利)号:CN201210492286.0公开(公告)号:CN102965536A申请(专利权)人:宁波杭州湾新区珠峰企业管理服务有限公司地址:315336浙江省宁波杭州湾新区滨海二路1188号发明(设计)人:邹科寅摘要:一种铝合金熔炼精炼剂，由如下重量百分比组份组成:氯化钾40-70%，氟化铝钠15-30%，六氟苯1-10%，硫化钙5-15%，硫酸钠5_20%，改铝合金熔炼精炼剂加大了除去氢的能力，使得氢的含量降低到0.12ml/gAl的水平，除杂效果明显，并且加入精炼剂后的精炼生产过程工艺简单，提高了精炼剂的利用率。
上述的铝合金精炼剂虽然能够将除去一些夹杂及降低氢含量，但是对于夹杂较多的铝合金熔炼过程，特别是含细小的夹杂物、非金属氧化物等夹杂去除效果达不到要求，所以导致精炼剂使用量大，成本高； 而且上述精炼剂还含如苯、氟等有害元素，将造成生产后铝灰、夹渣等废物处理的环境问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种除杂效果好，除气能力更强，特别是能去除细小尺寸的氧化铝夹杂的铝合金精炼剂。
[0007]本发明是这样实现的:
一种铝合金精炼剂，其特征在于，由KCl、NaCl、CaF2、Na3AlF6、Mg2N3、C2Cl6和稀土组成，上述组分按质量百分比分别为，35-50%:30-40%:5-8%:8-15%:5-10%:3-6%:0.2-0.5%。 [0008]以上所述的组分按质量百分比分别是上述组分按质量百分比分别为，KCl:40-45%,NaCl:36-38%、CaF2:5_6%、Na3AlF6:8_10%、Mg2N3:7-9%,C2Cl6:2_3%、稀土:0.2-0.3%。
[0009]以上所述的稀土为镧和铈，其质量百分比为1:1。
[0010]将KC1、、NaCUCaF2, Na3AlF6, Mg2N3> C2Cl6和稀土七组分经混合、搅拌、过热熔化去结晶水、冷却和筛滤即获得本发明的铝合金精炼剂。
[0011]上述组分中，KCl、NaCl的作用:对固态Al2O3、夹杂物和氧化膜有很强的浸润能力，且在熔炼温度下NaCl和KCl的比重只有1.55g / cm3和1.50g / cm3,明显小于铝熔体的比重，故能很好地铺展在铝熔体表面，破碎和吸附熔体表面的氧化膜。
[0012]上述组分中，Na3AlF6、CaF2的作用:主要起精炼作用，如吸附、溶解A1203。随冰晶石含量的增加，氧化铝在熔剂中的溶解度也随之增加；在温度较高时，冰晶石溶解氧化铝的能力较大，更易于与铝液分离；而且还能有效地去除熔体表面的氧化膜，提高除气效果，增大混合熔盐的表面张力，使已吸附氧化物的熔盐球状化，便于与熔体分离，减少固熔渣夹裹铝而造成的损耗，由于熔剂一熔体表面张力的提高，加速了熔剂吸附夹杂的过程。
[0013]上述组分中，Mg2N3的作用是:氮化镁具有很强的破碎和溶解Al2O3的能力，并且能与Al2O3反应，反应生成的N2对排氢也有很大的作用。
[0014]上述组分中，C2Cl6的作用是:吸湿性低，使用方便，精炼效果好，且有晶粒细化作用。
[0015]上述组分中，稀土的作用是:稀土化合物可与熔体反应生成稀土单质，稀土单质能置换和吸附熔体中杂质氢成络合物REH2或REH3达到除气的作用，又可与氧化铝反应置换出铝，从而降低铝熔体中氧化物夹杂的数量，使Al2O3夹杂的尺寸变小，还可使铝合金起到晶粒细化和变质的作用。
[0016]本发明的精炼剂在使用常用组分的基础上加入Mg2N3和稀土制成，而且稀土昂贵，每次试验费用非常高，其组分和具体含量本领域技术人员根本不可能在现有技术的基础上，仅仅通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的实验可以得到的，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
[0017]本发明的突出的实质性特点和显著的进步是:
1.使用氮气将本发明精炼剂吹入熔体内进行精炼，除杂效果好，除气能力更强，用量少，在不使用在线除气装置的情况下，其含氢量能降到大约0.10~0.15ml/100gAl的水平。
[0018]2.本发明的精炼剂不与金属及炉衬起化学作用，控制了发热效果，降低金属烧损，铝氧化烧损率减少30%以上，铝渣产出率降低50%。
[0019]3.本发明的精炼剂加入的氮化镁具有很强的破碎和溶解Al2O3的能力，并且能与Al2O3反应，反应生成的N2对排氢也有很大的作用。
[0020]4.本发明的精炼剂熔炼后的铝合金圆铸锭的微观组织致密性均匀，基本无疏松、夹渣等缺陷，增加了铝合金圆铸锭的内部组织的均匀性与晶粒的细化，改善了后工序铝挤压合金型材的质量与加工性能，铝合金圆铸锭成品率由原来的95.5%提高到98.5%。
[0021]5.本发明采用冰晶石溶解氧化铝、稀土元素还原氧化铝的特点能够高效地去除小尺寸氧化物夹杂，稀土和冰晶石一起，充分去除熔体中的氧化物夹杂，其精炼能力显著提闻。
【具体实施方式】
[0022]实施例1
按质量百分比称取 KCl:35%, NaCl: 40%、CaF2:5%、Na3AlF6:8%、Mg2N3:5%、C2Cl6:3% 和稀土镧和铈:0.2%，镧和铈的质量百分比为1:1，将以上几种物料混合、搅拌均匀、放入电炉中过热熔化去结晶水、出炉后冷却，最后筛滤滤即获得本发明的铝合金精炼剂。
[0023]实施例2
按质量百分比称取 KCl:38%, NaCl: 39%、CaF2:6%、Na3AlF6:9%、Mg2N3:6%、C2Cl6:4% 和稀土镧和铈:0.3%，镧和铈的质量百分比为1:1，将以上几种物料混合、搅拌均匀、放入电炉中过热熔化去结晶水、出炉后冷却，最后筛滤滤即获得本发明的铝合金精炼剂。
[0024]实施例3
按质量百分比称取 KCl:40%, NaCl: 38%、CaF2:7%、Na3AlF6:10%、Mg2N3:7%、C2Cl6:5% 和稀土镧和铈:0.4%，镧和铈的质量百分比为1:1，将以上几种物料混合、搅拌均匀、放入电炉中过热熔化去结晶水、出炉后冷却，最后筛滤滤即获得本发明的铝合金精炼剂。
[0025]实施例4
按质量百分比称取 KCl:42%, NaCl: 37%、CaF2:8%、Na3AlF6:11%、Mg2N3:8%、C2Cl6:6% 和稀土镧和铈:0.5%，镧和铈的质量百分比为1:1，将以上几种物料混合、搅拌均匀、放入电炉中过热熔化去结晶水、出炉后冷却，最后筛滤滤即获得本发明的铝合金精炼剂。
[0026]实施例5
按质量百分比称取 KCl:45%, NaCl: 36%、CaF2:5%、Na3AlF6:12%、Mg2N3:9%、C2Cl6:3% 和稀土镧和铈:0.2%，镧和铈的质量百分比为1:1，将以上几种物料混合、搅拌均匀、放入电炉中过热熔化去结晶水、出炉后冷却，最后筛滤滤即获得本发明的铝合金精炼剂。
[0027]实施例6
按质量百分比称取 KCl:46%,NaCl: 35%、CaF2:6%、Na3AlF6:13%、Mg2N3:10%、C2C16:4% 和稀土镧和铈:0.3%，镧和铈的质量百分比为1:1，将以上几种物料混合、搅拌均匀、放入电炉中过热熔化去结晶水、出炉后冷却，最后筛滤滤即获得本发明的铝合金精炼剂。
[0028]实施例7
按质量百分比称取 KCl:48%, NaCl: 33%、CaF2:7%、Na3AlF6:14%、Mg2N3:6%、C2Cl6:5% 和稀土镧和铈:0.4%，镧和铈的质量百分比为1:1，将以上几种物料混合、搅拌均匀、放入电炉中过热熔化去结晶水、出炉后冷却，最后筛滤滤即获得本发明的铝合金精炼剂。
[0029]实施例8
按质量百分比称取 KCl:49%, NaCl: 32%、CaF2:8%、Na3AlF6:15%、Mg2N3:7%、C2Cl6:6% 和稀土镧和铈:0.5%，镧和铈的质量百分比为1:1，将以上几种物料混合、搅拌均匀、放入电炉中过热熔化去结晶水、出炉后冷却，最后筛滤滤即获得本发明的铝合金精炼剂。[0030]实施例9
按质量百分比称取 KCl:50%, NaCl: 31%、CaF2:6%、Na3AlF6:12%、Mg2N3:8%、C2Cl6:4% 和稀土镧和铈:0.3%，镧和铈的质量百分比为1:1，将以上几种物料混合、搅拌均匀、放入电炉中过热熔化去结晶水、出炉后冷却，最后筛滤滤即获得本发明的铝及铝合金精炼剂。
[0031]实施例10
按质量百分比称取 KCl:48%, NaCl: 30%、CaF2:7%、Na3AlF6:13%、Mg2N3:9%、C2Cl6:5% 和稀土镧和铈:0.4%，镧和铈的质量百分比为1:1，将以上几种物料混合、搅拌均匀、放入电炉中过热熔化去结晶水、出炉后冷却，最后筛滤滤即获得本发明的铝合金精炼剂。
[0032]本发明人将本发明的精炼剂用于本单位的熔铸厂的生产实际，当铝合金熔体温度达到690~720°C时，以惰性气体(纯度为99.5%的N2)为载体，按炉内熔体总重量的0.1%均匀通入铝及铝合金熔体中进行精炼10~15min (熔体较多时取上限)。精炼后，铝合金熔体H含量达到0.10~0.15ml/100gAl。如果使用普通固体精炼剂进行精炼，其精炼温度一般要求在710~760°C范围内，用量为炉内熔体总重量的0.1%~0.2%，而精炼后铝合金熔体H含量一般在0.2ml/100gAl以上。
[0033]本发明精炼剂和原使用精炼剂对比表
【权利要求】
1.一种铝合金精炼剂，其特征在于，由KCl、NaCl、CaF2、Na3AlF6、Mg2N3、C2Cl6和稀土组成，上述组分按质量百分比分别为，35-50%:30-40%:5-8%:8-15%:5-10%:3-6%:0.2-0.5%。
2.根据权利要求1所说的铝合金精炼剂，其特征在于，上述组分按质量百分比分别是 KCl:40-45%, NaCl:36-38%, CaF2:5_6%、Na3AlF6:8_10%、Mg2N3:7_9%、C2Cl6:2_3%、稀土:0.2_0.3%ο
3.根据权利要求1所说的铝合金精炼剂，其特征在于:所述的稀土为镧和铈，其质量百分比为1:1。
【文档编号】C22C1/06GK103643069SQ201310660348
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】周雄多, 梁敬钧, 陈荣立 申请人:南南铝业股份有限公司