一种稀土铝合金的制备方法与流程

文档序号:40177208发布日期:2024-12-03 11:24阅读:109来源:国知局
技术简介:
本发明针对稀土铝合金熔炼中稀土元素烧损率高、溶解困难的问题,提出通过优化合金成分比例(La:Ce=1:2)及分阶段加入稀土合金的制备工艺,结合高温烘烤、分批次投料和氩气除气精炼技术,有效降低稀土烧损率并提升溶解效率,从而降低生产成本并提高材料利用率。
关键词:稀土铝合金制备,烧损率降低

本发明属于压铸铝合金,特别是涉及一种稀土铝合金的制备方法。


背景技术:

1、在铝合金材料的制备过程中,为了提高材料的综合性能,拓宽其应用领域,行业内普遍认识到添加稀土元素的重要性。稀土元素的加入能够有效细化铝合金的晶粒结构,显著提升材料的强度、韧性和耐腐蚀性,从而满足更多高端应用的需求。然而,尽管稀土元素在铝合金改性方面展现出巨大潜力,其高昂的成本却成为限制其广泛应用的主要因素之一。

2、在铝合金熔炼的实际操作中,稀土元素的应用还面临着一系列技术难题。首先,稀土元素的熔点远高于铝合金,导致其在熔炼过程中的溶解过程困难且能耗巨大。其次,稀土元素在熔炼过程中极易发生烧损,烧损率普遍高达15%左右,这不仅进一步增加了生产成本,还严重降低了稀土元素的有效利用率。

3、针对稀土烧损问题,现有生产方法大多仅采用石棉覆盖熔炼炉口的方式,试图通过隔绝溶液表面与空气的接触来减少烧损。尽管这种方法在一定程度上能够减轻烧损现象,但其效果有限,且操作过程难以精确控制,无法从根本上解决稀土元素的高烧损率问题。

4、鉴于上述技术瓶颈,当前铝合金材料领域亟需开发一种新型的铝合金及其制备方法,以期快速溶解稀土元素,同时有效降低稀土元素的烧损率,节约生产成本,提高材料的整体利用率。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本发明旨在提供一种稀土铝合金及其制备方法,以期快速溶解稀土元素,同时有效降低稀土元素的烧损率,节约生产成本,提高材料的整体利用率。

2、本发明提供一种稀土铝合金的制备方法,所述稀土铝合金的组分及重量百分比为:

3、0.05~0.15重量%的si,0.5~1.0重量%的fe,0.2~0.9重量%的mn,0.05~0.09重量%的mg,0.05~0.2重量%的cr,0.5~4.0重量%的la,1.0~8.0重量%的ce,单个杂质元素最多0.1重量%,其余为al;

4、所述稀土铝合金的制备方法,包括以下步骤:

5、步骤1:按所述稀土铝合金的重量百分比,将炉内逐渐升温,烘烤炉内水汽,升温过程中将按照比例称重的包含si的a00铝锭放炉边烘烤后投入炉内,升温熔化成铝液;

6、步骤2:待a00铝锭溶解后,将alfe20、almn10、alcr20以及中间稀土合金放置在炉边烘烤,先将alfe20、almn10、alcr20投入炉内,分多次搅拌,再将中间稀土合金分二批次投入,第二次的投入时间为a00铝锭融化后,铝液温度达到700℃时;

7、待铝液充分溶解,静置后将mg投入到炉膛内;

8、步骤3:用除气机将铝合金精炼剂压入进行精炼,通入99.999%的氩气,除气,然后扒渣,取样;

9、步骤4:检测铝合金成分是否达到预设的重量百分比,若是,进行步骤5,若否,加入未达到预设的重量百分比的元素,使得未达到预设的重量百分比的元素达到预设的重量百分比;

10、步骤5:检测含气量,并在密度当量≤0.2%时,进行步骤6,否则继续步骤3中的精炼除气操作;

11、步骤6:通过压铸设备进行压铸。

12、作为本发明的进一步改进,所述稀土铝合金的组分及重量百分比为:

13、0.15重量%的si,0.75重量%的fe,0.7重量%的mn,0.07重量%的mg,0.15重量%的cr,0.5~4.0重量%的la,1.0~8.0重量%的ce,单个杂质元素最多0.1重量%,其余为al。

14、作为本发明的进一步改进,所述la与所述ce的重量比为1:2。

15、作为本发明的进一步改进,所述步骤1中,a00铝锭的烘烤时间为30分钟。

16、作为本发明的进一步改进,所述步骤1中,铝液温度设定为760℃,炉内温度设定为800℃。

17、作为本发明的进一步改进,所述步骤2中,alfe20、almn10、alcr20以及中间稀土合金的烘烤时间为30分钟,铝液的静置时间为30分钟。

18、作为本发明的进一步改进,所述步骤2中,中间稀土合金包括重量比为1:2的la和ce,la和ce的重量占中间稀土合金的40%。

19、作为本发明的进一步改进,所述步骤2中,当炉内温度达到750℃以上时,用勺将炉底的块状物捞出敲碎。

20、作为本发明的进一步改进,所述步骤3中,铝合金精炼剂在铝液中的重量比为0.1%~0.2%,铝合金精炼剂的组分为naf和nacl,所述naf和所述nacl的重量比为1:1,除气时间20分钟。

21、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

22、本发明提供的一种稀土铝合金及其制备方法,能够快速溶解稀土元素,同时有效降低稀土元素的烧损率,节约生产成本,提高材料的整体利用率。



技术特征:

1.一种稀土铝合金的制备方法,其特征在于,所述稀土铝合金的组分及重量百分比为:

2.根据权利要求1所述的稀土铝合金的制备方法,其特征在于,所述稀土铝合金的组分及重量百分比为:

3.根据权利要求1或2所述的稀土铝合金的制备方法,其特征在于,所述la与所述ce的重量比为1:2。

4.根据权利要求1所述的稀土铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,a00铝锭的烘烤时间为30分钟。

5.根据权利要求1所述的稀土铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,铝液温度设定为760℃,炉内温度设定为800℃。

6.根据权利要求1所述的稀土铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,alfe20、almn10、alcr20以及中间稀土合金的烘烤时间为30分钟,铝液的静置时间为30分钟。

7.根据权利要求1所述的稀土铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,中间稀土合金包括重量比为1:2的la和ce,la和ce的重量占中间稀土合金的40%。

8.根据权利要求1所述的稀土铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,当炉内温度达到750℃以上时,用勺将炉底的块状物捞出敲碎。

9.根据权利要求1所述的稀土铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,铝合金精炼剂在铝液中的重量比为0.1%~0.2%,铝合金精炼剂的组分为naf和nacl,所述naf和所述nacl的重量比为1:1,除气时间20分钟。


技术总结
本发明提供一种稀土铝合金的制备方法,属于压铸铝合金技术领域。其中,所述稀土铝合金的组分及重量百分比为:0.1~0.2重量%的Si,0.5~1.0重量%的Fe,0.2~0.9重量%的Mn,0.05~0.09重量%的Mg,0.05~0.2重量%的Cr,0.5~4.0重量%的La,1.0~8.0重量%的Ce,单个杂质元素最多0.1重量%,其余为Al;所述稀土铝合金的制备方法包括将中间稀土合金分二批次投入,第二次的投入时间为A00铝锭融化后,铝液温度达到700℃时。本发明能够快速溶解稀土元素,同时有效降低稀土元素的烧损率,节约生产成本,提高材料的整体利用率。

技术研发人员:郑彬,胡斌,万乐,程帅,卢燕,王燕
受保护的技术使用者:帅翼驰(上海)新材料科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/2
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