[發明專利]熱還原法制備鋁鈰中間合金的方法

在審

• 申請號: 201711464006.4
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108118203A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 賈錦玉;吳俊子;胡文鑫;王小青;姜佳鑫;王瑋
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院;瑞科稀土冶金及功能材料國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/03;C22C1/02;C22B5/04
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

本發明公開了一種熱還原法制備鋁鈰中間合金的方法，包括：按鋁鈰中間合金的成分計算并稱量鋁材，堿金屬鹵化物，以及鈰的氧化物或鹵化物；將鋁材放入加熱中熔化，按比例加入鈰的氧化物或鹵化物，以及堿金屬鹵化物；在750～1500℃保溫熱還原20～200min；待熱還原反應完成后，扒渣，降溫到700～850℃澆鑄并冷卻，獲得鋁鈰中間合金。本發明得到的鋁鈰中間合金，變質持續時間比鈉鹽變質劑更長久且具有更好的重熔穩定性，克服了當前變質劑的缺點。

技術領域

本發明涉及一種稀土鋁中間合金制備技術，具體說，涉及一種熱還原法制備鋁鈰中間合金的方法。

背景技術

鋁及其合金是目前應用最廣泛的有色金屬與合金，在現代工業、航天、建筑交通運輸、包裝裝潢、日常生活用品等領域已成為不可缺少的重要材料。稀土元素的加入使得稀土鋁合金成為一種性能優良、用途廣泛的新型材料。因此稀土鋁合金的發展速度相當驚人，目前稀土鋁合金的年產量已超過原鋁年產量的1/10，從鑄造到變形，從1系到7系，從高精尖的導彈用鋁合金到普通的日用鋁制品，從重達噸級鋁電纜、鋁母排到輕至鋁箔，可以說稀土已滲透到鋁和鋁合金各個領域。然而鋁及鋁合金應用領域的廣泛開拓和迅猛發展與近30年來變質劑的研究和使用是分不開的。

1920年人們發現了Na具有變質作用，并確認Na是最適合于作變質劑的元素，但是用Na變質處理的重要缺點是有效時間短，Na易氧化，消耗快，易與坩堝反應，降低坩堝的使用壽命，腐蝕產物的清理也非常困難和環境條件差。

因而尋找新的綜合性能更強的變質劑從未間斷，稀土是最有希望的鋁及其合金變質劑。我國有得天獨厚的稀土資源，選用稀土作為變質劑對于發展我國的鋁業和稀土工業均有重要的現實意義。自1977年起人們研究Sr變質開始活躍起來，20世紀80年代由研究階段進入實用階段。Sr變質效果好，且具有長效性。然而，單獨用Sr作變質劑時，發現有吸氣傾向，且成本比較高,易引起縮孔缺陷，使合金致密度降低，Sr與熔體中的氧化物夾雜相結合會阻礙除氫，并且向未除去夾雜(氧化物)的Al熔體中加Sr，鑄件產生了疏松。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種熱還原法制備鋁鈰中間合金的方法，得到的鋁鈰中間合金變質持續時間比鈉鹽變質劑更長久且具有更好的重熔穩定性，克服了當前變質劑的缺點。

技術方案如下：

一種熱還原法制備鋁鈰中間合金的方法，包括：

按鋁鈰中間合金的成分計算并稱量鋁材，堿金屬鹵化物，以及鈰的氧化物或鹵化物；

將鋁材放入加熱中熔化，按比例加入鈰的氧化物或鹵化物，以及堿金屬鹵化物；

在750～1500℃保溫熱還原20～200min；

待熱還原反應完成后，扒渣，降溫到700～850℃澆鑄并冷卻，獲得鋁鈰中間合金。

進一步：鈰的氧化物選用氧化鈰，鈰的鹵化物選用氯化鈰、氟化鈰、溴化鈰或者碘化鈰。

進一步：堿金屬鹵化物選用氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋰、氯化錳、氟化鈉、氟化鉀、氟化鈣、氟化鎂、氟化鋰、氟化錳、溴化鈉、溴化鉀、溴化鈣、溴化鎂、溴化鋰、溴化錳、碘化鈉、碘化鉀、碘化鈣、碘化鎂、碘化鋰、碘化錳、氟鋁酸鈉或者氟鋁酸鉀。

進一步：冷卻方式為空冷或水冷。

進一步：鋁材選用工業純鋁或精鋁。

進一步：加熱爐選用感應爐、電阻爐、燃氣爐或電弧爐。

與現有技術相比，本發明技術效果包括：