[發明專利]一種利用低品位氧化鈧制備鋁鈧中間合金的方法

有效

• 申請號: 201810793450.9
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108913924B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 戚海冰;陳程;羅朝巍
• 申請（專利權）人: 廣西南寧桂爾創環保科技有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C1/06;C22C21/00
• 代理公司: 南寧深之意專利代理事務所(特殊普通合伙) 45123
• 代理人: 徐國華

本發明涉及一種利用低品位氧化鈧制備鋁鈧中間合金的方法。本發明首先將氧化鈧、鋁錠和溶劑按照質量比（2～4）：（20～35）：（0.01～0.1）進行稱量，然后將氧化鈧和溶劑放入球磨機中進行球磨混勻，然后取出混合物料裝入非真空中頻感應爐中，將鋁錠插入氧化鈧和溶劑混合物料中發生鋁熱還原反應，撒入打渣劑進行扒渣，將鋁熱還原反應后的熔融物料進行立式澆鑄，快速冷卻得到鋁鈧中間合金錠，最后進行表面處理和檢測包裝得到本發明的鋁鈧中間合金。本發明的溶劑能夠將氧化鈧的純度要求從99.9%降低到60～95%，能夠顯著降低原料氧化鈧的單價成本，從而降低產品鋁鈧中間合金的價格，有利于最終制備低價的鋁鈧合金，推廣鋁鈧合金在汽車、鐵路和航空航天器領域的應用。

技術領域

本發明屬于金屬合金制備技術領域，尤其是涉及一種利用低品位氧化鈧制備鋁鈧中間合金的方法。

背景技術

鋁鈧合金在鋁合金中具有特殊的優異性能，被應用于航空航天工業上作為結構材料。之前由于原材料的高成本，極大限制了鋁鈧合金的應用。近些年來，隨著鈧冶煉技術的發展，鈧原料成本大幅下降，而在制備鋁鈧合金的技術發展日漸成熟，使鋁鈧合金的加工制備成本逐步下降。國內科研院所曾作過調研，如果鋁鈧合金的成本達到400元/Kg，其就有可能被應用于汽車的結構部件當中。今后的城市地鐵、高鐵、超高音速飛機和無人機等領域也是其巨大的潛在市場。

鋁鈧合金最經典的生產方法是金屬對摻法，即將制備的純金屬鈧加入到熔融的高溫液態鋁金屬中，讓其慢慢充分熔化，通過攪拌形成均勻的鋁鈧中間合金。然而該方法生產成本高昂，不具有工業生產推廣應用的實際意義。目前的生產方法是利用鋁直接還原氧化鈧制備鋁鈧合金。該方法的氧化鈧成本比經典的金屬對摻法純金屬鈧成本降低90%以上，同時能夠避免合金中鈧的嚴重偏析，能夠實現鋁鈧合金的工業化生產。

雖然氧化鈧成本比純金屬鈧成本降低，但是一般的鋁熱法制備鋁鈧中間合金要求純度到達99～99.9%的氧化鈧，目前國內市場上純度99.9%的氧化鈧價格為10000元/Kg，而純度95%的氧化鈧價格為5000～6000元/Kg，純度為60～70%的低品位氧化鈧價格更低至2000～3000元/Kg，但目前的生產方法中還無法直接利用純度為60～70%的低品位氧化鈧來制備鋁鈧金屬合金。此外由于普遍采用高純度的氧化鈧來制備鋁鈧中間合金，沒有比較好的溶劑輔助融化，因此需要很高的溫度才能使各原料達到熔融狀態，耗能較高，而且需要真空條件或者惰性氣體保護，生產成本較高。

因此，開發一種利用低品位氧化鈧制備鋁鈧中間合金的方法，采用純度為60～70%的低價格氧化鈧來制備鋁鈧中間合金，降低原料加熱的能耗和采取非真空或惰性氣體環境，有利于進一步降低鋁鈧中間合金的制備成本，擴大鋁鈧中間合金的應用范圍，讓鋁鈧合金這一優異材料更好地

中國專利（CN201610463339.4）一種制備具有細小金屬間化合物顆粒鋁鈧中間合金的方法和（CN200910242633.2）一種鋁鈧中間合金的制備方法，均為還原法制備鋁鈧合金，但都使用了氟化物和氯化物，對環境會造成污染。

發明內容

本發明目的是克服現有技術的不足，提供一種利用低品位氧化鈧制備鋁鈧中間合金的方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種利用低品位氧化鈧制備鋁鈧中間合金的方法，包括以下步驟：

（1）混料：將二氧化硅、氧化鎂、氧化鋁、聚乙二醇2000、煤油混合制備溶劑，

（2）原料稱量：將氧化鈧、鋁錠和溶劑按照質量比（2～4）：（20～35）：（0.01～0.1）進行稱量，再將溶劑和氧化鈧放入球磨機中進行球磨混勻，然后取出氧化鈧和溶劑混合物料；

（3）裝爐升溫：將氧化鈧和溶劑混合物料裝入非真空中頻感應爐中，將鋁錠插入氧化鈧和溶劑混合物料中，以50～100 W/min的勻加速功率進行升溫；