[發明專利]一種含硼化合物的鋁合金除鐵熔劑

有效

• 申請號: 201310094143.9
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN104060118B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 高建衛;王利民;朱文獻;王占景;張翊;劉蘭香
• 申請（專利權）人: 上海眾材工程檢測有限公司
• 主分類號: C22C1/06
• 分類號: C22C1/06;C22C21/00
• 代理公司: 上海世貿專利代理有限責任公司31128
• 代理人: 葉克英

技術領域

本發明涉及的是一種有色冶金技術領域的熔劑，采用含硼化物的熔劑對鋁合金熔體進行凈化，尤其是能夠起到去除雜質鐵的一種新型的含硼化合物的鋁合金除鐵熔劑。

背景技術

鋁及其合金密度小、耐腐蝕，具有一定強度，塑性好，可進行各種加工，廣泛應用于建筑、電子、機械制造、航空航天和石油化工等各個工業部門。目前，原鋁生產成本越來越高，因此廢鋁回收利用成了目前鋁工業的重要發展方向。廢鋁回收生產的過程中存在一個重要的問題：廢料中雜質種類繁多，其中雜質鐵是一個嚴峻的問題，因為鋁合金標準要求對鐵元素的限制含量極低。而且雜質鐵極難被凈化去除，它會在廢鋁的循環生產過程中不斷積累，達到很高的含量，對后續生產造成困難。所以開發高效的除鐵技術對廢鋁的循環利用意義重大。富鐵相呈粗大針片狀，在鋁合金中穿過α-Al晶體，降低了合金所謂塑性及抗拉強度值。目前，用于消除鐵相危害的方法主要是通過加入合金元素(Mn、Cr等)改變凝固組織中針狀相的形態，但是這種方法的使用受限于臨界鐵含量，對各種鋁合金來說，不僅臨界鐵含量不一致，而且最佳的Mn/Fe比值也不一致，因此無法很好地控制合金元素的加入量；而加入的合金元素本身也是一種嚴格受限的有害雜質；此外加入合金元素雖然可以改善鐵相的形態，但增加了富鐵化合物相的總量，不斷累積的效果將使鋁廢料的再生更加困難。因此，急需開發一種高效的除鐵方法，從根本上解決雜質鐵帶來的問題。

經對現有技術的文獻檢索發現，文獻《電磁分離降低鋁硅合金中鐵含量》（李天曉，許振明，張雪萍，孫寶德，周堯和。上海交通大學學報，2001，35(5): 664~667）中介紹了利用電磁分離方法去除鋁硅合金熔體中初生富鐵相，以降低合金中的鐵含量。它利用外加電磁場作用下由于富鐵相的電導率遠小于鋁熔體的電導率而產生的擠壓力來分離出鋁熔體中的鐵相雜質，但必須要在加入合金元素(如：Mn、Zr等)使得富鐵相在熔體中預先析出的基礎上，才能順利用電磁場加以去除，而且除鐵后的鐵含量依舊達到0.41％，去除效果不理想。專利ZL 200610069093.9《鋁合金除鐵熔劑》提出了含硼化合物的除鐵熔劑，但是經過試驗發現幾個問題：一是熔劑的粘度較大，試驗后容易粘附在坩堝上，影響坩堝的使用，并且除鐵效果明顯下降；二是除鐵劑氧化硼(B₂O₃)和/或硼酸鈉(Na₂B₄O₇)在熔融后密度增大，很難上浮，容易沉到坩堝底部，這樣就不利于浮渣的撈取。

發明內容

本發明的目的在于克服現有鋁合金除鐵技術的缺點，改進現有硼化物除鐵凈化熔劑的不足，提供一種新型的含硼化合物的鋁合金除鐵熔劑。使其中的除鐵組分能夠有效地與鋁熔體中的雜質鐵反應，生成高熔點的化合物并被捕獲而形成密度小的熔渣，并上浮到鋁熔體的上部，很容易地被去除，而且使用方便、操作工藝簡單、成本低廉。

本發明是通過以下技術方案實現的，一種鋁合金除鐵熔劑，其特征在于，由下列組成物及重量百分比組成：10-20%氯化鈉(NaCl)、10-20%氯化鉀(KCl)、10-20%冰晶石(Na₃AlF₆)、10-20%氟化鈉(NaF)、30-40%硼酸(H₃BO₃)和/或碳化硼(B₄C)。其特征在于，優選地由下列組成物及重量百分比組成：包括組分質量百分比為：15-20%氯化鈉(NaCl)、15-20%氯化鉀(KCl)、10-15%冰晶石(Na₃AlF₆)、15-20%氟化鈉(NaF)、30-35%硼酸(H₃BO₃)和/或碳化硼(B₄C)。一種鋁合金除鐵熔劑制備方法，其特征在于，將各種原材料分別放入不銹鋼容器中，然后放入烘箱，升溫至250-300℃，保溫2-4小時，然后取出待用；按鋁合金除鐵熔劑配方的重量百分比準確稱取各個組分，放入球磨機，球磨機在250轉/分的速度下，球磨混合1-2小時，取出混合好的熔劑并封裝于密閉容器中。

使用中，只需加入鋁合金熔體重量1%-2%的本熔劑即可達到顯著的除鐵效果。具體方法為：熔劑在使用前，需在100℃烘約1-2小時。然后在含雜質鐵的鋁合金熔體保溫一段時間后，采用噴粉裝置將熔劑隨氣體（N₂或Ar）噴射入熔體內，靜置30-60分鐘，撈出表面浮渣，即可用于鑄造。