[發明專利]一種改善鋁產品內部結晶的方法

無效

• 申請號: 201210232094.6
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN102719684A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 田永鋒;郝少文;陳亮;馬科;韓學義;韓文建;賀文宏
• 申請（專利權）人: 青銅峽鋁業股份有限公司
• 主分類號: C22B21/06
• 分類號: C22B21/06
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 古玲玉

技術領域

本發明涉及一種有色行業中改善產品內部結晶的方法，尤其是涉及一種改善鋁產品內部結晶的方法。

背景技術

電解原鋁是工業生產的重要原料，Fe、Si是其中的主要雜質元素之一，其存在形態主要有FeAl₃、T1即Al2Fe₃Si、T2即Al9Fe₂Si₂、游離態Si等，它們固溶在Al基體中形成漢字狀α固容體或與Al形成長針狀金屬間化合物從鋁液中析出，Fe、Si元素的含量及析出物的形態、大小、分布對鋁產品的力學性能、理化性能都有很大影響。目前因產品內部結晶要求，客戶在產品價格同樣的情況下，需求內部組織結構更加優良的產品，需要生產廠家在降低生產成本的同時如何提高產品性能，加入的稀土量要求控制在一定的比例之內，并且此材料價格很昂貴，對生產成本影響很大。

但是如何合理添加RE、B改變Fe、Si相的存在形態，提高電工圓鋁桿的性能，又能夠降低生產成本是目前為止還沒辦法解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種工藝方法獨特、工業純鋁強度和塑性提高均大于常規熔劑處理、提高成品率、節約RE的價值、節約稀土鋁錠燒損的價值的一種改善鋁產品內部結晶的方法。

本發明通過如下方式實現：

一種改善鋁產品內部結晶的方法，其特征是：該方法為以原鋁為原料，將RE元素加入混合爐中，爐入滿料后，將準備好的粉末精煉劑罐通入氮氣，通過氮氣壓力將粉末精煉劑打入鋁液中不斷地攪動精煉，精煉完后，將鋁水攪拌均勻，扒去鋁液浮渣，及時調整混合爐溫度，使其保持在700~760℃內，將鋁液靜置20～40分即可；

所述RE元素的加入量為原料重量的0.03%-0.30%?，采用Al-RE中間合金的方式加入混合爐中；

所述通入氮氣的量為30Nm³/h，氮氣壓力為0.2～0.4MPa，通入氮氣的時間為20～30分鐘；

所述粉末精煉劑為鋁及鋁合金無毒精煉劑，其含量為氯化鈉、氯化鉀、冰晶石；

所述精煉時間為15～30分鐘，精煉的溫度范圍為730~750℃；

所述原料為Al99.70以上的原鋁。

本發明有如下效果：

1）工藝方法獨特、操作方便：本發明提供的方法為以原鋁為原料，將RE元素加入混合爐中，爐入滿料后，將準備好的粉末精煉劑罐通入氮氣，通過氮氣壓力將粉末精煉劑打入鋁液中不斷地攪動精煉，精煉完后，將鋁水攪拌均勻，扒去鋁液浮渣，及時調整混合爐溫度，使其保持在700~760℃內，將鋁液靜置20～40分即可。

2）變質處理后，晶界出現斷續長條相，晶內雜質呈小球狀，彌散均勻頒布，經RE處理后的工業純鋁強度和塑性提高均大于常規熔劑處理：加入RE處理前，工業純鋁中Fe成分為FeAl₃，Fe雜質相呈粗大骨骼狀；采用本發明提供的方法加入RE處理后，部分以吸附的形式存在于晶界或雜質相表面，濃度偏高，部分進入雜質相內部與Fe、Si元素形成高熔點金屬間化合物AlFeSiRE，偏聚于晶界，少量AlFeSiRE分布在晶界內。高熔點金屬間化合物的析出和晶界偏聚改變了Fe、Si原來的固溶存在方式，從而改變了Fe相的組織形貌。變質處理后，晶界出現斷續長條相，晶內雜質呈小球狀，彌散均勻頒布。經RE處理后的工業純鋁強度和塑性提高均大于常規熔劑處理。

3）優化技術方案前稀土配料標準為0.15±0.02%，經試驗改進后降低到0.05±0.02%，圓鋁桿的電性能指標得到提高，物理指標均達到歷史最好水平，成品率由92%提高到96%。

4）優化配料指標，考慮到鐵、硅、稀土之間最佳用量，經試驗稀土用量過高超過0.08%時，坯料的低倍組織晶粒逐漸粗大，當含量有0.09%降為0.05%時，坯料的低倍組織晶粒逐漸細化，稀土配料范圍在0.03%-0.07%最佳，稀土添加量降低后圓鋁桿各項指標得到提高，達到了稀土添加劑最有效改善圓鋁桿物理及電性能的目的，圓鋁桿A4，A6強度、伸率均提高2%，分別達到97Mp、112Mp，13%、9%以上，由于坯料晶粒得到細化，圓鋁桿的電阻率也大大降低，平均低于27.77nΩ.m。