[發明專利]一種鋁合金變質劑及其添加方法

無效

• 申請號: 201110397093.2
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN103131876A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 車云;門三泉;陳新孟
• 申請（專利權）人: 貴州鋁廠
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/06;C22C21/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種鋁合金變質劑及其添加方法。

背景技術

變質是提高鋁合金的性能的重要手段，通過變質劑改變鋁合金的結晶，細化質點，顯著提高鋁合金的性能。目前最常用的變質手段：以鋁為基體生產含有變質元素的中間合金，再在鋁合金熔煉時把中間合金加入熔體中。

這種變質劑的添加手段存在的問題是：變質元素通常都具有很高的熔點，如Mn的熔點是1246℃，Cr的熔點是1907℃，都遠遠超過鋁的熔點（680℃），這樣在制作中間合金的時候就比較困難，需要很高的能耗。而且在將中間合金加入到熔體后，由于熔煉溫度一般是在700攝氏度以下，一些中間合金變質元素的單質聚合，無法融化，只有表面能和鋁反應，中間的部分就起不到變質的作用，因而變質效果不穩定。

發明內容

本發明要解決的技術問題:

針對現在使用中間合金添加變質劑所存在中間合金制作困難和變質劑作用效率低的問題，本發明提供了一種新的變質劑及其添加方法。

本發明的技術方案：

一種鋁合金變質劑，按照質量百分比，其成分為K₄Mn(CN)₆：50~80%，其余為K₃Cr(NH₃)₆。

變質劑的最大顆粒直徑小于0.1mm

添加方法：

鋁合金精煉完畢后，將變質劑隨著氮氣一起通入熔體中。

變質劑的添加量為合金總量的0.01~1%。

本發明的有益效果：

1、K₄Mn(CN)₆?和K₃Cr?(NH₃)₆在高溫下會分解，不會出現聚集成團不溶解的現象，分解后可以很快的擴散到熔體中，變質劑的使用率高，可以精確掌握用量。

2、分解出的Mn在鋁合金中形成MnAl₆的彌散質點，阻止再結晶的粗大化，提高再結晶溫度，有效地細化再結晶晶粒，提高合金的強度，并能溶解雜質Fe，減少Fe的有害作用，還可使Al基體中的電極電位差變小，提高合金的耐蝕性。

3、分解出來的Cr在鋁合金中形成Al₁₂（Cr、Fe）₃Si、（Cr、Fe）Al₇、（Cr、Mn）Al₁₂等化合物，主要作用是提高高溫性能、降低雜質Fe的有害作用，阻礙再結晶的成核和長大過程，強化結晶晶粒邊界，改善合金的抗應力腐蝕裂紋能力。

4、同時加入錳、鉻時，還會產生“擠壓效應”，提高合金強度。

5、分解出來的氮和鋁反應生成的AlN是原子晶體，屬類金剛石氮化物，最高可穩定到2200℃，強度高，且強度隨溫度的升高下降較慢，能夠有效提高合金的高溫強度和抗腐蝕能力；導熱性好，熱膨脹系數小，可提高基體材料耐熱沖擊性能。

6、分解出的C與Al反應生成的Al₄C₃是一種復雜結構的離子晶體，熔點達2100℃；在實際結構中金屬原子可以是4、5、6配位，Al－C鍵長在1.90－2.22??之間，最短的C－C鍵為3.16??；碳化鋁顆粒能降低材料蠕變的趨勢，提高基體材料硬度；具有強烈吸H作用，可以有效除去熔體中的存在的原子H，反應如下。

Al₄C₃+12［H］→4Al+3CH₄

具體實施方式：

本實施例中按照質量百分比，變質劑的成分K₄Mn(CN)₆：65%，?K₃Cr(NH₃)₆:35%。變質劑總質量為鋁合金總質量的0.6%。將精煉后的鋁合金作如下處理：

步驟1：精煉除氣完畢后，將粉末狀的變質劑以流態化方式隨保護性氣體加入到合金熔體中，同時進行攪拌；

步驟2：變質劑加入完畢，繼續通入保護性氣體至變質劑反應完畢。

步驟3：靜置、調溫至700～800℃，合金液傾倒出爐，進入下一工序。