[發明專利]鋁鐠鈥三元中間合金的制備方法

有效

• 申請號: 201410107171.4
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103924106A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 閆洪;李正華
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C21/00
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明屬于冶金技術領域。

背景技術

鋁合金作為金屬材料中典型的輕質材料，和鋼鐵材料相比，具有高強度、低密度、高斷裂韌度、熱膨脹系數小，以及高抗應力腐蝕能力等優良特性，在機械、化工、汽車、建筑、航空、航天領域得以廣泛應用。對鋁合金鑄錠來說，細化晶粒可使其內部組織均勻，減少偏析，提高塑性，防止裂紋和縮孔等缺陷。在鋁及鋁合金中添加適量的稀土元素，能改善其性能，發展新材料。通常稀土元素具有很強的表面化學活性，具有合金化、凈化、變質等作用。

在Al-RE鋁合金廣泛運用到工業生產中時，對其熔煉技術提出了新的要求：在保證合金性能的前提下，以最少的能量在最短的時間里熔煉出合格的Al-RE鋁合金，既減少了合金熔煉的時間和金屬元素的損耗，節約了生產成本，又能夠準確控制合金的成分。從而有效地提高生產效率，減少污染。由于稀土均有不同程度的變質能力，可以生成不同的金屬間化合物。因此可以通過添加幾種不同的稀土來獲得幾種提高合金性能的金屬間化合物，從而制備出不同的鋁-RE三元中間合金。文獻[李廳.混合稀土變質再生鋁合金ADC12的組織及性能研究.?2011，南昌大學]中報道了一種制備Al-La-Ce三元中間合金的方法。但是這種方法稀土氧化燒損嚴重，La和Ce的燒損量分別為12.21%和16.87%，并且還出現了一定程度的成分偏析。因此找出一種制備Al-RE三元中間合金的簡單方法具有重要意義。

人們不斷探索鋁—稀土中間合金的制備方法，目前制備稀土鋁合金的生產方法大致概括有以下兩種：1、直接熔合法，是將稀土或混合稀土金屬按一定比例加入到高溫鋁液中，制得中間合金。其特點是操作方便，合金成分含量穩定。缺點就是容易引起合金成分偏析，造成局部成分過濃、分散不均勻等缺陷。2、熔鹽電解法，在電解爐內，以氯化鉀、稀土氧化物和稀土氯化物等作為電解質，在鋁液中電解制得鋁—稀土中間合金。在工業鋁電解槽中直接加入稀土化合物，通過電解制得鋁—稀土中間合金。但在電解過程中會產生有毒氣體，污染環境，危害人體健康。除此之外，合金成分難以控制，波動范圍較大。

本發明是在直接熔合法的基礎上引入高能超聲處理，利用高能超聲的聲空化效應和聲流效應使制得的中間合金成分均勻，稀土燒損率低，防止偏析。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種鋁鐠鈥三元中間合金的方法。

本發明是通過以下技術方案實現的，包括以下步驟：

1、預熱Al-Pt、Al-Ho二元中間合金到251～300℃。所述Al-Pt二元中間合金為Al-(15～20wt.%)Pt，Al-Ho二元中間合金為Al-(30～40wt.%)Ho；

2、將Al-Pt二元中間合金加入到熔煉爐，完全熔化，升高溫度到756～765℃后加入Al-Ho二元中間合金；

3、合金完全熔化后在750～765℃保溫41～45min，再將熔體間歇超聲處理，超聲強度1.21kw/cm²～1.4kw/cm²，超聲時間30～34min，高能超聲每次施加時間50～60s，間歇時間50～60s；所述超聲時超聲頭伸入熔體21～25mm；

4、將熔體降至731～740℃，精煉、除氣、除渣后澆注，得到鋁鐠鈥三元中間合金。所述精煉劑為FX-LQ，加入量為熔體總重量的0.26～0.30%，作用時間12～15min，精煉劑要預熱處理，且邊加精煉劑邊輕輕攪拌熔體。所述用C₂Cl₆除氣，加入量為熔體總重量的0.71～0.8%，作用時間21～25min。

本發明的技術效果是：本發明的制備方法中沒有使用純鋁，省去熔煉純鋁時間。高能間歇超聲處理合金。方法簡便，合金成分穩定，能有效避免稀土燒損，減少氧化夾雜以及成分偏析，且工藝簡單、安全可靠，操作方便，無三廢污染。

附圖說明

圖1為本發明制備的Al-15Pt-30Ho三元中間合金顯微組織金相圖。

具體實施方式

本發明將通過以下實施實例作進一步說明，但本發明的具體實施方式不局限于下述的實施例。