[發明專利]一種利用低品位氧化鉺制備鋁鉺中間合金的方法

在審

• 申請號: 201810793471.0
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108546838A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 戚海冰
• 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: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;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鉺制備鋁鉺中間合金的方法。本發明首先將氧化鉺、鋁錠和溶劑按照質量比(4～6)：(20～40)：(0.02～0.5)進行稱量，然后將氧化鉺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，將鋁錠插入氧化鉺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，快速冷卻得到鋁鉺中間合金錠，最后進行表面處理和檢測包裝得到本發明的鋁鉺中間合金。本發明的溶劑能夠將氧化鉺的純度要求從99.9%降低到60～95%，能夠顯著降低原料氧化鉺的單價成本，從而降低產品鋁鉺中間合金的價格，有利于最終制備低價的鋁鉺合金，推廣鋁鉺合金在汽車、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鉺制備鋁鉺中間合金的方法。

背景技術

鋁鉺合金在鋁合金中具有特殊的優異性能，鉺加入高純鋁合金中,可以改善合金組織結構、提高合金熱穩定性以及不同狀態下的拉伸性能等，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，極大限制了鋁鉺合金的應用。近些年來，隨著鉺冶煉技術的發展，鉺原料成本大幅下降，而在制備鋁鉺合金的技術發展日漸成熟，使鋁鉺合金的加工制備成本逐步下降。若鋁鉺合金價格下降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。

鋁鉺合金最經典的生產方法是金屬對摻法，即將制備的純金屬鉺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鉺中間合金。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鉺制備鋁鉺合金。該方法的氧化鉺成本比經典的金屬對摻法純金屬鉺成本降低90%以上，同時能夠避免合金中鉺的嚴重偏析，能夠實現鋁鉺合金的工業化生產。

雖然氧化鉺成本比純金屬鉺成本降低，但是一般的鋁熱法制備鋁鉺中間合金要求純度到達99～99.9%的氧化鉺，目前國內市場上純度99.9%的氧化鉺價格為8000元/Kg，而純度99.5%的氧化鉺價格為7000元/Kg，純度為60～70%的低品位氧化鉺價格更低至2000元/Kg，但目前的生產方法中還無法直接利用純度為60～70%的低品位氧化鉺來制備鋁鉺金屬合金。此外由于普遍采用高純度的氧化鉺來制備鋁鉺中間合金，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鉺制備鋁鉺中間合金的方法，采用純度為60～70%的低價格氧化鉺來制備鋁鉺中間合金，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鉺中間合金的制備成本，擴大鋁鉺中間合金的應用范圍，讓鋁鉺合金這一優異材料更好地應用在更多領域中。

中國專利（CN201711027510.8）一種熔鹽熱還原法制備鋁鉺中間合金的方法，使用了還原法制得了產品性能優良的鋁鉺合金；中國專利（CN201110304875.7）一種熔鹽電解制備不同金屬間化合物的鋁鉺或鋁鋰鉺合金的方法，使用電解法制備鋁鉺合金；但都使用了氯化物和氟化物，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鉺制備鋁鉺中間合金的方法。

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鉺制備鋁鉺中間合金的方法，包括以下步驟：

（1）原料稱量：將氧化鉺、鋁錠和溶劑按照質量比(4～6)：(20～40)：(0.02～0.5)進行稱量；

（2）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，再將溶劑和氧化鉺放入球磨機中進行球磨混勻，然后取出氧化鉺和溶劑混合物料；