[其他]去除铁和钛杂质精炼共晶成分铝硅合金的方法

说明书

一种去除铁和钛杂质精炼共晶铝硅合金的方法包括：将共晶铝硅合金同铬与锰熔化在一起，将所得熔体冷却到５９０～６６０℃以及在上述温度范围内过滤已冷却的熔体，其中以这样的数量使用铬和钛，即在铬与锰的质量比等于（０．１～２０）∶１时，使铬和锰的质量和与铁和钛的质量和之比为（０．２～１．１）∶１。

本发明涉及有色金属冶金学和机械工程学，更确切地说，涉及去除铁和钛杂质精炼共晶成分铝硅合金的方法。在高浓度状态时，发现这些杂质不利于铝硅合金的工业特性（G.B.Stroganov，V.A.Rotenberg，G.B.Gershman“铝硅合金”pp.127，128，132-134，1977年由莫斯科“冶金”出版社出版）。进行合金化熔炼后，在汽车、拖拉机及其联合工业中，精炼的铝硅合金用于铸造各种复杂结构件，例如，内燃机的活塞和汽缸盖、高压泵壳体。

除去铁和钛杂质精炼共晶铝硅合金的方法在已有的工艺、技术中是众所周知的：即在铬与锰的质量比为（0.5～1）∶1时，必须按铬和锰的质量和与铁和钛杂质的质量和之比为（1.2～2.0）∶1，将共晶铝硅合金同铬和锰熔化在一起、再将固体铝加入到所产生的熔体内，使上述熔体冷却到615～620℃。将熔体冷却到上述温度的工艺特点在于，铁、铬、锰、铝和硅金属间化合物的形成、以及钛、铬、锰、钼和硅金属间化合物的形成。然后，在上述温度范围内过滤已冷却的熔体。以便去除混入上述金属间化合物内的铁和钛（发明者证书USSRNo1108122，IPC³C22C＊/06，“发现，发明”公报No30，1984）。

注意，这个众所周知的精炼共晶成分铝硅合金的方法有以下缺点：

1.在过滤铝硅熔体去除混入金属间化合物内的铁和钛阶段，铝硅熔体的产额低。当过滤前铝硅熔体中的铁和钛含量分别为2%和1%（质量）时，铝硅熔体的产额为88.1%，而11.9%的熔体作为过滤器上的残渣而损失了。残渣是金属间化合物与一定数量结晶铝硅合金的机械混合物。在此情况下，过滤器残渣中的铝含量高，达到80.3%（质量）。这个缺点增加精炼共晶成分铝硅合金的初始费用和生产合金时铝的消耗量。

2.参与形成上述金属间化合物的昂贵金属（铬和锰）的消耗量高。所以每去除1单位质量的铁和钛需要输入1.2～2.0单位质量的铬和锰，这也会增加精炼铝硅合金的初始费用。

3.特别当精炼铁和钛含量高的铝硅合金时，共晶铝硅合金去除铁和钛精炼的程度低。例如，当过滤前铝硅熔体中的铁和钛的含量分别为0.8%（质量）和0.4%（质量）、铬和锰的质量和与铁和钛的质量和之比为1.2∶1，而铬与锰的质量比为0.5∶1时，共晶铝硅熔体去除铁精炼的程度为27.5%，而共晶铝硅熔体去除钛精炼的程度为67.5%。

铝硅合金的精炼程度低将导致所生产的精炼铝硅合金工业特性差。

本发明的具体目的是，解决去除铁和钛杂质精炼铝硅合金方法中的问题，在铬、锰、铁和钛之间选择这样的质量比，以提高过滤阶段铝硅熔体的产额、降低昂贵金属铬和锰的消耗量、提高精炼铝硅合金去除铁和钛杂质的程度、同时改善精炼合金的质量。

通过下述办法可解决上述去除铁和钛杂质精炼铝硅合金的方法中的问题，使共晶铝硅合金同铬和锰熔化在一起、使所得熔体冷却到590～660℃并在上述温度范围内过滤已冷却的熔体，在应用本发明的方法时，所使用的铬与锰的质量比为（0.1～20）∶1，同时铬和锰的质量和与铁和钛杂质的质量和之比为（0.2～1.1）∶1。

按这样的数量使用铬和锰，即在铬与锰的质量比为（0.1～20）∶1时，铬和锰的质量和与铁和钛的质量和之比为（0.2～1.1）∶1，有助于将过滤阶段铝硅熔体的产额提高到98.8%（同时过滤器残渣中的铝含量平均减少15.4%）、铬和锰的总消耗量降低近4.75倍、从共晶铝硅合金去除铁精炼的程度提高到80.5%、去除钛的精炼程度提高到94%，同时改善精炼合金的质量。例如，随着铝硅合金中的铁含量从0.7%（质量）降到0.37%（质量）、钛含量从0.25%（质量）降到0.06%（质量），精炼合金的延伸率从2.5%增加到3.7%，也就是增加了0.5倍。

上述本发明的方法的优点归因于以下原因。