[其他]去除鐵和鈦雜質精煉共晶成分鋁硅合金的方法

在審

• 申請號: 101986000003277
• 申請日: 1986-05-13
• 公開（公告）號: CN1004932B
• 公開（公告）日: 1989-08-02
• 發明（設計）人: 伯里斯·伊萬諾維奇·埃姆林;伯里斯·奧托維奇·瓦斯曼
• 申請（專利權）人: “勃列日涅夫”德聶伯羅彼特羅夫斯克冶金研究院;“基洛夫”德聶伯羅夫斯克鉛廠
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 全菁;吳大建

一種去除鐵和鈦雜質精煉共晶鋁硅合金的方法包括：將共晶鋁硅合金同鉻與錳熔化在一起，將所得熔體冷卻到５９０～６６０℃以及在上述溫度范圍內過濾已冷卻的熔體，其中以這樣的數量使用鉻和鈦，即在鉻與錳的質量比等于（０．１～２０）∶１時，使鉻和錳的質量和與鐵和鈦的質量和之比為（０．２～１．１）∶１。

本發明涉及有色金屬冶金學和機械工程學，更確切地說，涉及去除鐵和鈦雜質精煉共晶成分鋁硅合金的方法。在高濃度狀態時，發現這些雜質不利于鋁硅合金的工業特性（G.B.Stroganov，V.A.Rotenberg，G.B.Gershman“鋁硅合金”pp.127，128，132-134，1977年由莫斯科“冶金”出版社出版）。進行合金化熔煉后，在汽車、拖拉機及其聯合工業中，精煉的鋁硅合金用于鑄造各種復雜結構件，例如，內燃機的活塞和汽缸蓋、高壓泵殼體。

除去鐵和鈦雜質精煉共晶鋁硅合金的方法在已有的工藝、技術中是眾所周知的：即在鉻與錳的質量比為（0.5～1）∶1時，必須按鉻和錳的質量和與鐵和鈦雜質的質量和之比為（1.2～2.0）∶1，將共晶鋁硅合金同鉻和錳熔化在一起、再將固體鋁加入到所產生的熔體內，使上述熔體冷卻到615～620℃。將熔體冷卻到上述溫度的工藝特點在于，鐵、鉻、錳、鋁和硅金屬間化合物的形成、以及鈦、鉻、錳、鉬和硅金屬間化合物的形成。然后，在上述溫度范圍內過濾已冷卻的熔體。以便去除混入上述金屬間化合物內的鐵和鈦（發明者證書USSRNo1108122，IPC³C22C＊/06，“發現，發明”公報No30，1984）。

注意，這個眾所周知的精煉共晶成分鋁硅合金的方法有以下缺點：

1.在過濾鋁硅熔體去除混入金屬間化合物內的鐵和鈦階段，鋁硅熔體的產額低。當過濾前鋁硅熔體中的鐵和鈦含量分別為2%和1%（質量）時，鋁硅熔體的產額為88.1%，而11.9%的熔體作為過濾器上的殘渣而損失了。殘渣是金屬間化合物與一定數量結晶鋁硅合金的機械混合物。在此情況下，過濾器殘渣中的鋁含量高，達到80.3%（質量）。這個缺點增加精煉共晶成分鋁硅合金的初始費用和生產合金時鋁的消耗量。

2.參與形成上述金屬間化合物的昂貴金屬（鉻和錳）的消耗量高。所以每去除1單位質量的鐵和鈦需要輸入1.2～2.0單位質量的鉻和錳，這也會增加精煉鋁硅合金的初始費用。

3.特別當精煉鐵和鈦含量高的鋁硅合金時，共晶鋁硅合金去除鐵和鈦精煉的程度低。例如，當過濾前鋁硅熔體中的鐵和鈦的含量分別為0.8%（質量）和0.4%（質量）、鉻和錳的質量和與鐵和鈦的質量和之比為1.2∶1，而鉻與錳的質量比為0.5∶1時，共晶鋁硅熔體去除鐵精煉的程度為27.5%，而共晶鋁硅熔體去除鈦精煉的程度為67.5%。

鋁硅合金的精煉程度低將導致所生產的精煉鋁硅合金工業特性差。

本發明的具體目的是，解決去除鐵和鈦雜質精煉鋁硅合金方法中的問題，在鉻、錳、鐵和鈦之間選擇這樣的質量比，以提高過濾階段鋁硅熔體的產額、降低昂貴金屬鉻和錳的消耗量、提高精煉鋁硅合金去除鐵和鈦雜質的程度、同時改善精煉合金的質量。

通過下述辦法可解決上述去除鐵和鈦雜質精煉鋁硅合金的方法中的問題，使共晶鋁硅合金同鉻和錳熔化在一起、使所得熔體冷卻到590～660℃并在上述溫度范圍內過濾已冷卻的熔體，在應用本發明的方法時，所使用的鉻與錳的質量比為（0.1～20）∶1，同時鉻和錳的質量和與鐵和鈦雜質的質量和之比為（0.2～1.1）∶1。

按這樣的數量使用鉻和錳，即在鉻與錳的質量比為（0.1～20）∶1時，鉻和錳的質量和與鐵和鈦的質量和之比為（0.2～1.1）∶1，有助于將過濾階段鋁硅熔體的產額提高到98.8%（同時過濾器殘渣中的鋁含量平均減少15.4%）、鉻和錳的總消耗量降低近4.75倍、從共晶鋁硅合金去除鐵精煉的程度提高到80.5%、去除鈦的精煉程度提高到94%，同時改善精煉合金的質量。例如，隨著鋁硅合金中的鐵含量從0.7%（質量）降到0.37%（質量）、鈦含量從0.25%（質量）降到0.06%（質量），精煉合金的延伸率從2.5%增加到3.7%，也就是增加了0.5倍。

上述本發明的方法的優點歸因于以下原因。