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一种中等强度 铝 合金熔炼方法

阅读：193发布：2023-03-09

专利汇可以提供一种中等强度铝合金熔炼方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于中等强度铝合金熔炼技术领域，具体涉及一种中等强度铝合金熔炼方法，包括精炼剂准备、熔炼炉融化、精炼处理，添加硅和镁，再次精炼处理，出炉浇注。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过合理配置精炼剂，将纯镁原料分两次加入，能够减少专门配制中间合金的步骤，有利于硅和镁元素的溶解、扩散和吸收，其中碱式碳酸钴、硅化钙能够有助于避免金属烧损和能耗，降低铝合金中的不溶硬质点和夹渣含量，通过间歇式磁力搅拌配合预处理的精炼剂，能够加快熔化液中元素分布的均匀性，避免了合金元素的成分偏析，所得产品具有良好的合金化效果，制备过程简单易控，缩短了制备时间，提高产品质量。，下面是一种中等强度铝合金熔炼方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种中等强度铝合金熔炼方法，其特征在于，包括以下处理方法：
（1）按以下重量份准备精炼剂原料：亚硝酸钠12-16份、硫酸钡钒2-6份、氟化钠1-3份、氯化钙0.8-1.4份、碱式碳酸钴0.04-0.06份、硅化钙0.08-0.16份、碳化镁0.15-0.18份；
（2）按重量份，取纯铝45-52份、纯镁8-12份，在温度为300-400℃的氮气中预热1-2小时，然后装入熔炼炉熔化，熔化温度为760-780℃，磁力搅拌30-40分钟；
（3）在上述熔化液中加入相当于其重量1-2%的精炼剂，在温度为760-780℃的条件下精炼20-30分钟；
（4）完成后加入6-10份纯镁、4-6份工业硅，升温至880-920℃，磁力搅拌1.5-2.5小时，降温至760-780℃后加入相当于熔化液总重量1-2%的精炼剂，保温精炼40-50分钟；
（5）调温到560-580℃，保持1-2小时后，出炉浇注。
2.如权利要求1所述一种中等强度铝合金熔炼方法，其特征在于，所述精炼剂的粒径为
20-2000nm，在使用前在真空烘箱中烘烤2-3小时，烘烤温度为220-280℃。
3.如权利要求1所述一种中等强度铝合金熔炼方法，其特征在于，所述纯铝的含铝量≥
99.7%；所述纯镁的含镁量≥99.8%，所述工业硅的含硅量≥99.3%。
4.如权利要求1所述一种中等强度铝合金熔炼方法，其特征在于，所述步骤（5）出炉浇注前依次使用高温玻璃纤维袋和30目高温陶瓷过滤板过滤。
5.如权利要求1所述一种中等强度铝合金熔炼方法，其特征在于，所述磁力搅拌的转速为1200-1600转/分钟搅拌，搅拌过程中每搅拌5分钟，停30s。

说明书全文

一种中等强度铝 合金熔炼方法

技术领域

[0001] 本发明属于中等强度铝合金熔炼技术领域，具体涉及一种中等强度铝合金熔炼方法。

背景技术

[0002] 铝镁硅系铝合金属于中等强度铝合金，不仅具有优良的热塑性、耐蚀性及理想的力学性能，而且由于易于着色，因而被广泛应用于工业型材和建筑型材领域，铝镁硅合系合金的主要合金元素使镁和硅，主要强化相是Mg2Si相，还有少量的过剩Si相和AlFeSi相，这些强化相的形状、尺寸及分布特征决定着合金材料的加工性能和最终产品性能，随着人们质量意识的不断加强，铝加工企业及下游客户都对该类合金材料的合金化效果提出了更高的要求，目前，提高合金化效果的主要措施是控制炉料加入方式、控制熔炼工艺和铸造工艺，对于铝镁硅系合金而言，目前实现配料加硅的方法主要有：（1）熔炼炉内加AlSi20中间合金，其缺点是需要单独制备AlSi20，延长了工艺流程，增加了能耗和金属烧损；（2）熔炼炉内加速溶硅，速溶硅表面的助熔剂增加了铝和硅的烧损，容易造成夹渣，而且硅元素的溶解、扩散及吸收需要较长的时间；（3）熔炼炉内加工业硅；实现配料加镁的方法主要是熔炼炉内压入或搅拌镁锭，硅元素的溶解和扩散速度非常慢，合金化时间较长，而且容易造成成分偏析，压入或搅拌法加镁的缺点是金属烧损大，容易产生夹渣，而且镁元素的溶解、扩散需要较长时间，容易造成成分偏析。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种中等强度铝合金熔炼方法。

[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种中等强度铝合金熔炼方法，包括以下处理方法：（1）按以下重量份准备精炼剂原料：亚硝酸钠12-16份、硫酸钡钒2-6份、氟化钠1-3份、氯化钙0.8-1.4份、碱式碳酸钴0.04-0.06份、硅化钙0.08-0.16份、碳化镁0.15-0.18份；
（2）按重量份，取纯铝45-52份、纯镁8-12份，在温度为300-400℃的氮气中预热1-2小时，然后装入熔炼炉熔化，熔化温度为760-780℃，磁力搅拌30-40分钟；
（3）在上述熔化液中加入相当于其重量1-2%的精炼剂，在温度为760-780℃的条件下精炼20-30分钟；
（4）完成后加入6-10份纯镁、4-6份工业硅，升温至880-920℃，磁力搅拌1.5-2.5小时，降温至760-780℃后加入相当于熔化液总重量1-2%的精炼剂，保温精炼40-50分钟；
（5）调温到560-580℃，保持1-2小时后，出炉浇注。

[0005] 作为对上述方案的进一步改进，所述精炼剂的粒径为20-2000nm，在使用前在真空烘箱中烘烤2-3小时，烘烤温度为220-280℃。

[0006] 作为对上述方案的进一步改进，所述纯铝的含铝量≥99.7%；所述纯镁的含镁量≥99.8%，所述工业硅的含硅量≥99.3%。

[0007] 作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（5）出炉浇注前依次使用高温玻璃纤维袋和30目高温陶瓷过滤板过滤。

[0008] 作为对上述方案的进一步改进，所述磁力搅拌的转速为1200-1600转/分钟搅拌，搅拌过程中每搅拌5分钟，停30s。

[0009] 本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过合理配置精炼剂，将纯镁原料分两次加入，能够减少专门配制中间合金的步骤，有利于硅和镁元素的溶解、扩散和吸收，其中碱式碳酸钴、硅化钙能够有助于避免金属烧损和能耗，降低铝合金中的不溶硬质点和夹渣含量，通过间歇式磁力搅拌配合预处理的精炼剂，能够加快熔化液中元素分布的均匀性，避免了合金元素的成分偏析，所得产品具有良好的合金化效果，制备过程简单易控，缩短了制备时间，产品晶粒度在400μm以下，省去了熔制铝硅中间合金的工序，提高产品质量。

具体实施方式

[0010] 实施例1一种中等强度铝合金熔炼方法，包括以下处理方法：
（1）按以下重量份准备精炼剂原料：亚硝酸钠14份、硫酸钡钒4份、氟化钠2份、氯化钙
1.2份、碱式碳酸钴0.05份、硅化钙0.12份、碳化镁0.16份；
（2）按重量份，取纯铝48份、纯镁10份，在温度为350℃的氮气中预热1.5小时，然后装入熔炼炉熔化，熔化温度为770℃，磁力搅拌35分钟；
（3）在上述熔化液中加入相当于其重量1.5%的精炼剂，在温度为770℃的条件下精炼25分钟；
（4）完成后加入8份纯镁、5份工业硅，升温至900℃，磁力搅拌2小时，降温至770℃后加入相当于熔化液总重量1.5%的精炼剂，保温精炼45分钟；
（5）调温到570℃，保持1.5小时后，出炉浇注。

[0011] 其中，所述精炼剂的粒径为20-2000nm，在使用前在真空烘箱中烘烤2.5小时，烘烤温度为250℃；所述纯铝的含铝量≥99.7%；所述纯镁的含镁量≥99.8%，所述工业硅的含硅量≥99.3%；所述步骤（5）出炉浇注前依次使用高温玻璃纤维袋和30目高温陶瓷过滤板过滤；所述磁力搅拌的转速为1400转/分钟搅拌，搅拌过程中每搅拌5分钟，停30s。

[0012] 实施例2一种中等强度铝合金熔炼方法，包括以下处理方法：
（1）按以下重量份准备精炼剂原料：亚硝酸钠12份、硫酸钡钒6份、氟化钠1份、氯化钙
1.4份、碱式碳酸钴0.04份、硅化钙0.16份、碳化镁0.15份；
（2）按重量份，取纯铝52份、纯镁12份，在温度为300℃的氮气中预热2小时，然后装入熔炼炉熔化，熔化温度为760℃，磁力搅拌40分钟；
（3）在上述熔化液中加入相当于其重量2%的精炼剂，在温度为780℃的条件下精炼30分钟；
（4）完成后加入10份纯镁、6份工业硅，升温至880℃，磁力搅拌1.5小时，降温至780℃后加入相当于熔化液总重量1%的精炼剂，保温精炼50分钟；
（5）调温到580℃，保持2小时后，出炉浇注。

[0013] 其中，所述精炼剂的粒径为20-2000nm，在使用前在真空烘箱中烘烤3小时，烘烤温度为220℃；所述纯铝的含铝量≥99.7%；所述纯镁的含镁量≥99.8%，所述工业硅的含硅量≥99.3%；所述步骤（5）出炉浇注前依次使用高温玻璃纤维袋和30目高温陶瓷过滤板过滤；所述磁力搅拌的转速为1600转/分钟搅拌，搅拌过程中每搅拌5分钟，停30s。

[0014] 实施例3一种中等强度铝合金熔炼方法，包括以下处理方法：
（1）按以下重量份准备精炼剂原料：亚硝酸钠16份、硫酸钡钒2份、氟化钠3份、氯化钙
0.8份、碱式碳酸钴0.06份、硅化钙0.08份、碳化镁0.18份；
（2）按重量份，取纯铝45份、纯镁8份，在温度为400℃的氮气中预热1小时，然后装入熔炼炉熔化，熔化温度为780℃，磁力搅拌30分钟；
（3）在上述熔化液中加入相当于其重量1%的精炼剂，在温度为760℃的条件下精炼20分钟；
（4）完成后加入6份纯镁、4份工业硅，升温至920℃，磁力搅拌2.5小时，降温至760℃后加入相当于熔化液总重量2%的精炼剂，保温精炼40分钟；
（5）调温到560℃，保持1小时后，出炉浇注。

[0015] 其中，所述精炼剂的粒径为20-2000nm，在使用前在真空烘箱中烘烤2小时，烘烤温度为280℃；所述纯铝的含铝量≥99.7%；所述纯镁的含镁量≥99.8%，所述工业硅的含硅量≥99.3%；所述步骤（5）出炉浇注前依次使用高温玻璃纤维袋和30目高温陶瓷过滤板过滤；所述磁力搅拌的转速为1200转/分钟搅拌，搅拌过程中每搅拌5分钟，停30s。

[0016] 设置实施例4将实施例1中精炼剂在使用前烘烤步骤去掉，其余内容不变。

[0017] 设置对照组1，将实施例1中碱式碳酸钴去掉，其余内容不变；设置对照组2，将实施例1中硅化钙去掉，其余内容不变；设置对照组3，将实施例1中纯镁在步骤（2）中一次性加入，步骤（4）中仅加入工业硅，其余内容不变；检测各组产品所得材料的性能，得到以下结果：
表1
组别抗拉强度（MPa）屈服强度（MPa）延伸率（%）晶粒度（μm）
实施例1 243 217 10.3 387
实施例2 239 213 9.9 391
实施例3 242 216 10.2 389
实施例4 235 205 9.8 397
对照组1 218 197 9.4 405
对照组2 226 184 9.3 416
对照组3 217 193 8.8 408
通过表1中数据可以看出，本发明中所得铝合金材料综合性能较好，晶粒度较低，使用范围更广。

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