[發(fā)明專利]一種含硝鹽助熔劑的合金元素添加劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611103286.1
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106367626B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉玉林;張利;趙玉華;王繼杰;劉春忠;國旭明
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽航空航天大學(xué)
• 主分類號: C22C1/06
• 分類號: C22C1/06;C22C1/03;C22C21/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 劉曉嵐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含硝鹽助熔劑的合金元素添加劑及其制備方法。

背景技術(shù)

鋁合金是一種有色金屬材料，在航空、航天、電子、汽車、冶金、機(jī)械制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，鋁合金加入的一些其他金屬元素，具有提高鋁合金綜合性能的作用。比如，在鋁-錳系合金中，如3003合金，錳是主要強(qiáng)化元素，其含量為1.0～1.5wt％。在鋁-銅合金系中，比如2618合金，含有較高的鐵。因此，在鋁合金的生產(chǎn)過程中，往往需要加入合金元素。目前，合金元素的添加主要通過中間合金或合金元素添加劑(簡稱添加劑)來進(jìn)行。所謂添加劑就是將合金元素粉末和其它助熔劑混合后壓成的塊體。

美國專利US4564393公開了一種合金元素添加劑及其生產(chǎn)方法，得到鋁合金熔鑄工業(yè)界的大力歡迎。合金元素添加劑由金屬粉末、助熔劑和粘結(jié)劑組成。金屬粉末的含量一般為70％至85％，助熔劑的含量為15％至30％，粘結(jié)劑只需很少量，0.5～2.0％。加工過程為將各組分粉末均勻混合后，在高壓下壓成餅狀。

目前，國內(nèi)生產(chǎn)的錳劑，助熔劑主要是氟鹽(如氟鋁酸鉀)或氟鹽與氯鹽(如氯化鉀)的混合物。氟鋁酸鉀和氯化鉀的混合物是一種常用的助熔劑。這種金屬錳粉末-助熔劑組成的錳劑雖然有較好的熔化速度，但這些鹽類助熔劑不是合金化過程中必須的添加物，最終變成廢渣而扒出，增加了清渣量、耗費(fèi)了能源、加大了儲運(yùn)等管理成本，使合金化成本增加。氟鹽熔劑熔化時產(chǎn)生大量煙霧，影響環(huán)境，也影響操作工人的健康。

發(fā)明專利申請CN201510583700.2提出了一種合金元素添加劑，使用MgCl₂基熔合物粉末作為助熔劑。MgCl₂基熔合物粉末是一種環(huán)保高效精煉劑，精煉鋁液體時不會產(chǎn)生黑煙，對環(huán)境和操作工人的健康的影響較小。該發(fā)明將合金元素和精煉劑有機(jī)結(jié)合，使合金元素添加劑既具有合金化的作用，又具有精煉效果，做到一劑多用，而且環(huán)保。但是，由于MgCl₂具有強(qiáng)烈的吸潮傾向，MgCl₂基熔合物粉末也有吸潮傾向。一旦錯誤地將嚴(yán)重吸潮的合金元素添加劑投入鋁液中，可能會產(chǎn)生爆炸。這就給這種含有MgCl₂基熔合物粉末的合金元素添加劑的使用帶來一定的安全隱患。另一方面，這種合金元素添加劑的熔化速度還有進(jìn)一步提升的空間。所以，進(jìn)一步深入研究這種合金元素添加劑，降低其吸潮性，提高其熔化速度具有實(shí)際意義。

硝酸鹽常用作發(fā)熱劑，在打渣劑中廣泛使用。它們在高溫時分解放出熱量，使鋁液的局部溫度升高，有利于鋁渣分離。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種含硝鹽助熔劑的合金元素添加劑及其制備方法，該方法以含硝酸鹽的MgCl₂基熔合物作為助熔劑，加入的硝酸鹽進(jìn)一步降低了MgCl₂基熔合物的熔點(diǎn)，降低了MgCl₂基熔合物的吸潮傾向，提高了鋁液的局部溫度，從而進(jìn)一步提高了合金元素添加劑的熔化速度。合金元素和精煉劑有機(jī)結(jié)合，使合金元素添加劑既具有合金化的作用，又具有精煉效果，具有一劑多用的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的一種含硝鹽助熔劑的合金元素添加劑，包括合金元素粉末和含硝鹽助熔劑；所述的含硝鹽助熔劑為含硝酸鹽的MgCl₂基熔合物，包括硝酸鹽、MgCl₂和其它氯化物，各個組分及其質(zhì)量百分比為，硝酸鹽：(0～45)％，但不包含0％，MgCl₂：(40～65)％，其它氯化物：(10～45)％，各個組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100％；

所述的硝酸鹽為NaNO₃或KNO₃中的一種或兩種混合，當(dāng)為兩種混合時，混合比例為任意比；

所述的其它氯化物為KCl或NaCl中的一種或兩種混合，當(dāng)為兩種混合時，混合比例為任意比。

所述的含硝鹽助熔劑的合金元素添加劑，含有的組分及其質(zhì)量百分比為：合金元素粉末：(70～90)％，含硝鹽助熔劑：(10～30)％，組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100％。

所述的含硝鹽助熔劑的合金元素添加劑，還包括粘結(jié)劑，其質(zhì)量百分比為(0～5)％，加入粘結(jié)劑的合金元素添加劑，三種組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)總和為100％；所述的粘結(jié)劑為油脂、高級脂肪酸鹽或石蠟中的一種或幾種混合，當(dāng)粘結(jié)劑為幾種混合時，混合比例為任意比。

所述的合金元素粉末為Mn、Fe、Cr、Cu、Ti或Zr中的一種。