一种低熔点铝铜中间合金、其制备方法及其用途与流程

本发明涉及一种低熔点铝铜中间合金、其制备方法及其用途，属于铝合金。

背景技术：

1、铝合金是一种由铝与其他金属或非金属元素进行合金化而成的金属材料，因为具有轻量化、耐腐蚀、可塑形等优点，在航空、航天、汽车、建筑、家电等工业和民用领域中广泛应用。

2、铝铜合金是以铜为主要合金元素的铝合金，属于可热处理强化的铝合金，具有强度高、硬度高、质量轻、耐热性好等特点，常应用于电子电器、交通运输、机械装备、航空航天、武器装备、飞机、汽车、轮机的次承力部件，如可以制备发动机缸盖、变速箱箱体、增压器泵体、制动减速器、传送阀门、充气阀、轮毂，活塞、导风轮、轮盘、滑轮，轴承、铆钉、螺栓、螺杆等，已在航空、航天、高铁、汽车、兵器等领域推广应用。

3、近年来，随着发动机缸盖、泵体、减速器等构件向着高速重载、轻量化、多用途的方向发展，对于铸造铝铜合金的力学性能提出了较高的要求。

4、在铝铜合金的制造和应用中，延伸率是一个非常重要的材料参数，因为它可以衡量铝合金材料在受力下的变形能力。在铝合金中加入一定的元素可以提高其强度和硬度，但同时也会影响其延伸率。同时高的耐腐蚀，也是铝铜合金一直追求的目标。

5、中间合金为将某些单质做成合金，使其便于加入到合金中，以解决烧损，高熔点合金不易熔入等问题、同时对原材料影响不大的特种合金。铝铜合金制备时，若直接添加单质铜，则扩散性不好、所需温度高，易烧损，易产生气孔，影响合金化程度，进而影响铝铜合金产品品质，因此，铝铜合金制备时，多将铜通过铝铜中间合金的形式加入。然而现有的铝铜中间，如铝铜50、铝铜60等，铜含量较高，质脆，极易在包装运输等过程中造成断裂、磕损等损失。

技术实现思路

1、本发明提供一种低熔点铝铜中间合金、其制备方法及其用途，降低了铝铜中间合金的熔点，提高了韧性，解决了铝铜中间合金质脆、运输损失大等问题，同时可促进铝铜合金强韧性的提升和耐腐蚀性的提升。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种低熔点铝铜中间合金，其原料组分包括：铜48～62％，镁0.2～0.5％，锰0.2～0.4％，硼0.5～0.8％，镍0.01～0.2％，铈0.1～0.3％，锑0.01～0.2％，镓0.01～0.2％，不可避免的杂质＜1.2％，余量为铝；前述％为质量百分比。

4、上述低熔点铝铜中间合金，熔化温度低；均匀细腻，无成分偏析，断口致密、无熔渣；韧性好，生产、包装、运输过程中不易断裂。

5、上述通过锰、硼与镍、铈、锑、镓的结合，在降低熔化温度的同时，提升了韧性，克服了铝铜中间合金运输等过程中易碎、易断等问题。降低了合金制备过程中的能耗，同时可促进合金强韧性和耐腐蚀性等的提高，

6、制备时，为了确保铝铜中间合金质量的同时，方便制备，上述锰以高锰酸钾的形式加入；硼以氟硼酸钾的形式加入；镍以氯化镍的形式加入。

7、上述低熔点铝铜中间合金的制备方法，包括如下步骤：

8、1)中频炉坩埚内加入废铜(如电解铜板)，并将温度预热至760～800℃；

9、2)加入温度为760～800℃的铝水，加入金属铈，吹氩气搅拌升温至950～1000℃加入氯化镍后，搅拌8～15min；

10、3)将降温至700～750℃，依次加入金属镁、氟硼酸钾和金属锑，吹氩气搅拌5～8min，再降温至650～700℃加入高锰酸钾和镓，吹氩气搅拌1～3min，然后升温至700～750℃，搅拌除气10～15min，

11、4)700～750℃下静置3～5min，加打渣剂，除渣、捞渣；

12、5)将流槽和铸模预热至温度为100-250℃，开始浇铸，冷却，脱模，得低熔点铝铜中间合金。

13、上述步骤1)中，加料前，确保中频炉坩埚内壁的渣子完全清理干净，确保炉子在良好状态下运行。废铜切割为粒径小于8cm的块状。废铜可以是电解铜板等。

14、上述步骤2)中，采用铝水可以减少铝锭重熔，当然用铝锭熔化也是可以的。

15、上述步骤4)中打渣剂采用无钠除渣剂，优选为珍珠岩，用量为1.5-3kg/吨铝水。

16、上述步骤5)预热前，对铸模涂刷脱模剂，流槽涂刷滑石粉或氮化硼。

17、上述低熔点铝铜中间合金用于制备铝铜合金，可降低加入温度，减少烧损，提高分散性，进而确保合金化程度，同时对铝铜合金的耐腐蚀性和强韧性有明显的提升。

18、采用本申请低熔点铝铜中间合金制备铝铜合金时，采用一步法制备即可，具体为：在温度为680～700℃的铝水中，加入低熔点铝铜中间合金，吹氩气搅拌30～40min，捞渣，静置10-15分钟，浇筑，冷却，得到铝铜合金。

19、本发明未提及的技术均参照现有技术。

20、本发明低熔点铝铜中间合金，韧性好，减少或避免了包装运输等过程中造成的断裂磕损等损失；质粒均匀细腻，熔点低，扩散性好、易吸收，合金化好，简化了铝铜合金的制备，节约了能耗，同时促进了铝铜合金耐腐蚀性和强韧性的明显提升。

技术特征：

1.一种低熔点铝铜中间合金，其特征在于：其原料组分包括：铜48～62％，镁0.2～0.5％，锰0.2～0.4％，硼0.5～0.8％，镍0.01～0.2％，铈0.1～0.3％，锑0.01～0.2％，镓0.01～0.2％，不可避免的杂质＜1.2％，余量为铝；前述％为质量百分比。

2.如权利要求1所述的低熔点铝铜中间合金，其特征在于：锰以高锰酸钾的形式加入。

3.如权利要求1或2所述的低熔点铝铜中间合金，其特征在于：硼以氟硼酸钾的形式加入。

4.如权利要求1或2所述的低熔点铝铜中间合金，其特征在于：镍以氯化镍的形式加入。

5.一种权利要求1-4任意一项所述的低熔点铝铜中间合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤4)中打渣剂为珍珠岩，用量为1.5-3kg/吨铝水。

7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于：步骤5)预热前，对铸模涂刷脱模剂，流槽涂刷滑石粉或氮化硼。

8.一种权利要求1-4任意一项所述的低熔点铝铜中间合金的用途，其特征在于：用于制备铝铜合金。

9.如权利要求8所述的用途，其特征在于：铝铜合金的制备方法为：在温度为680～700℃的铝水中，加入低熔点铝铜中间合金，吹氩气搅拌30～40min，捞渣，静置10-15分钟，浇筑，冷却，得到铝铜合金。

技术总结
本发明公开了一种低熔点铝铜中间合金、其制备方法及其用途，一种低熔点铝铜中间合金，其原料组分包括：铜48～62％，镁0.2～0.5％，锰0.2～0.4％，硼0.5～0.8％，镍0.01～0.2％，铈0.1～0.3％，锑0.01～0.2％，镓0.01～0.2％，不可避免的杂质＜1.2％，余量为铝；前述％为质量百分比。本发明低熔点铝铜中间合金，韧性好，减少或避免了包装运输等过程中造成的断裂磕损等损失；质粒均匀细腻，熔点低，扩散性好、易吸收，合金化好，简化了铝铜合金的制备，节约了能耗，同时促进了铝铜合金耐腐蚀性和强韧性的明显提升。

技术研发人员：葛红星,王文定,张德存,康汝义,梁涛
受保护的技术使用者：山东云信铝业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24