[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋁鎂合金用錳元素添加劑及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010088290.5
• 申請(qǐng)日: 2020-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111139382B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬濤;馬明明;趙衛(wèi)濤;張?zhí)O;張起;范建海;徐浩;張娟;田新樂(lè);王社
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 立中四通輕合金集團(tuán)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C21/06
• 分類(lèi)號(hào): C22C21/06;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明涉及一種鋁鎂合金用錳元素添加劑，其組分及質(zhì)量百分含量為：錳粉60～90％，粒度：20?325目，純度≥99.5％；助熔劑4.4～38.9％；成型潤(rùn)滑劑0.1～0.6％、發(fā)熱劑1～5％。本發(fā)明的錳元素添加劑在700～740℃條件下，鋁鎂合金液中初始Mg含量在1.8～4.0％，添加Mn含量在0.1～1.0％時(shí)，5～20分鐘可以達(dá)到95％以上的實(shí)收率，熔化速度快，實(shí)收率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁合金領(lǐng)域，涉及添加劑，尤其是一種鋁鎂合金用錳元素添加劑及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

工業(yè)純鋁密度小，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗腐蝕、塑性加工等性能，可加工成板、帶、箔和擠壓制品等，但是力學(xué)性能較低，通過(guò)向鋁中加入合金元素制成鋁合金，可顯著提高抗拉強(qiáng)度、硬度等力學(xué)性能。

鋁鎂合金(5XXX系合金)是常見(jiàn)的變形鋁合金之一，具有比重輕、強(qiáng)度中等，良好的耐蝕性、焊接性能等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)材料、建筑裝飾、船舶鈑金件、海洋設(shè)施管道、焊接結(jié)構(gòu)、壓力容器等。

鎂元素(Mg)是鋁鎂合金的主要合金化元素，它在在鋁中的最大固溶度可達(dá)到17.4％，在工業(yè)上常用的鋁鎂合金，Mg的含量一般不超過(guò)5.5％，Mg能顯著提高鋁的強(qiáng)度但是又不會(huì)使其塑性過(guò)分降低。

錳元素(Mn)是鋁鎂合金的主要合金化元素之一，Mn在鋁合金中除少量固溶外，大部分形成MnAl₆。Mn可使鎂相沉淀均勻，提高合金的抗蝕性，特別是抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的能力，還可提高合金的再結(jié)晶溫度，抑制晶粒長(zhǎng)大。

Mn的熔點(diǎn)為1244℃，比鋁的熔點(diǎn)660℃高584℃，密度為7.44克/立方厘米，比鋁的密度2.7克/立方厘米高4.74克/立方厘米，如以純金屬直接加入到鋁熔體中需要提高熔煉溫度，延長(zhǎng)熔煉時(shí)間，還易造成成分偏析，因此一般以中間合金或添加劑的形式加入。錳元素添加劑(簡(jiǎn)稱(chēng)錳劑)與中間合金相比，Mn含量在60％及以上，有效含量高，而Al-Mn中間合金Mn含量一般在10～20％，達(dá)到同樣的元素含量用量?jī)H是中間合金的約1/8到1/3，具有運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、使用成本低等優(yōu)勢(shì)。

鋁鎂合金的Mg含量較高，一般在1.1～5.5％，隨著Mg含量的增加，鋁液的粘度增加，流動(dòng)性變差，因此鋁鎂合金生產(chǎn)和后續(xù)加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢料偏多。為提高鋁鎂合金廢料的利用率，降低生產(chǎn)成本，一般生產(chǎn)企業(yè)會(huì)使用鋁鎂合金廢料作為重熔料使用，一般加入比例在30～50％，高的會(huì)達(dá)到約70～80％，此時(shí)鋁液中的初始的Mg含量會(huì)達(dá)到約1.8～3.5％(以5083合金為例)。常規(guī)的錳劑加入初始Mg含量高的鋁液中，受鋁液粘度大的抑制作用，熔解速度慢，有時(shí)還會(huì)直接燒結(jié)成硬塊，造成錳劑的熔化速度慢，實(shí)收率低，后續(xù)緩慢釋放出來(lái)的Mn元素還會(huì)影響合金產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

目前，公開(kāi)的錳元素添加劑一般由錳粉和助熔劑組成。如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN104451229A公布了一種用于鋁鎂合金熔鑄的錳添加劑及其制備方法，其由錳粉、六氟鋁酸鉀組成，適用于高鎂鋁合金熔鑄的錳元素添加；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN102400003A公布了一種枕式鋁合金錳添加劑，其主要是將錳添加劑做成枕式，提高熔化速度；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN105087974A公布了一種鋁合金錳添加劑及其制備方法，其由錳粉、鋁粉、鐵粉、助熔劑組成，助熔劑可以是六氟鋁酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、氟化鈉、氟化鉀、硫酸鈉、碳酸鈉等，具有熔解溫度低、熔解時(shí)間短、回收率高的特點(diǎn)。