[发明专利]铝锶中间合金锭配方及制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种有色金属变质剂中间合金锭的配方，具体地说涉及一种铸造铝硅合金用的铝锶中间合金锭配方；本发明还涉及按照该配方制做铝锶中间合金锭的工艺。

背景技术

铸造铝硅合金因具有密度低、强度高、耐磨、耐热性好、热膨胀系数低等优点，所以是铸造铝合金中运用范围最广、产量最大的一类合金。但铝硅系合金随硅含量的升高，组织中出现大量针片状共晶硅，甚至出现粗大多角形块状初晶硅，严重地割裂了基体，使合金的机械性能特别是塑性显著降低，切削加工性能恶化。变质处理是改变结晶硅相的形貌、尺寸的过程，但对含硅量小于6％的铝硅系合金进行变质处理时，力学性能提高不显著，铸件反而易出现气孔。因此变质处理主要是针对含硅量超过6％的铝硅系合金。自1920年发现Na对铝硅系合金有变质作用以来，迄今已发现碱金属中的K、Na、Ca、Sr、Ba，混合稀土金属中的Eu、La、Ce、Re，氮族元素中的Sb、Bi，氧族元素中的S、Te，还有P、C等元素均具有变质作用，人们也已研制出多种变质剂和变质处理方法。现有技术中常用的变质剂为铝锶中间合金锭—AlSr10。因其具有有效期长，可以达到3-4个小时、可连续变质、变质处理后良好的遗传性、并且具有环保、无害的优点，故被广泛使用。现有技术中铝锶中间合金锭—AlSr10的工艺过程为：熔炼、熔体净化、合金化、精炼、静置、浇铸、检验。但通过长期的生产实践发现：现有技术所使用的AlSr10变质剂在生产工艺上及产品配方存在以下不足：一是现有技术的AlSr10变质剂的生产工艺为开放式生产，没有进行气体保护，锶与氧亲和度大大增加，随锶元素浓度的上升，产品含气、含渣量大幅增加。研究表明：使用传统工艺生产铝锶中间合金时，锶元素浓度达到13％以上时，其使用性能急剧降低，合金液流动性差、体积膨胀、产生偏析析出物。故其产品配方中锶的含量一般为9％-11％，现有技术AlSr10产品的生产配方为电解铝：金属锶＝1：0.12—0.13。所以，传统工艺不适宜生产13％以上锶含量的铝锶合金。二是现有技术的AlSr10合金在对铸造铝硅系合金进行变质处理时使用量高，一般使用量为2.5‰，增加了产品成本，铝锶合金带入铝液的杂质、气体量高。三是现有技术的AlSr10变质剂生产工艺由于没有进行气体保护，将每炉次的金属锶一次性加入，人工进行搅拌，气体、夹杂含量增高，降低了合金化的均匀程度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种锶元素含量高、成本较低、在对铸造铝硅系合金进行变质处理时使用量低，带入铝液的杂质、气体量低的铝锶中间合金锭配方。

本发明的另一个目的是提供铝锶中间合金锭的制作工艺。

本发明的解决方案是：铝锶中间合金锭配方，其特征是，电解铝：金属锶＝1：0.24—0.28。

铝锶中间合金锭制作工艺，包含下列步骤：熔炼、熔体净化、合金化、精炼、静置、浇铸、检验，其特征是，在所述的熔体净化、合金化工艺步骤间加入了氮气保护工艺步骤，所述的氮气保护工艺步骤为，在净化处理后用石墨喷嘴将氮气喷在铝液表面，隔绝铝液与空气中氧的接触，进行气体保护；所述的合金化工艺步骤改为了电磁搅拌合金化工艺步骤，所述的电磁搅拌合金化工艺步骤为，在铝液中加入金属锶后进行电磁搅拌，边搅拌边均匀合金化。

作为本发明制作工艺的进一步改进，在所述的电磁搅拌合金化工艺步骤中，在铝液中分三批加入金属锶，批次加入间隔时间为2-8分钟，加锶过程温度控制在860-870℃。

本发明的有益效果是：通过调整铝锶中间合金锭配方及相关工艺步骤、参数，辅以氮气保护及精炼，提高了合金中有效元素的含量，降低了合金液中有害气体，使之达到与等量AlSr10变质剂相同的含气量，同时通过调整相关工艺温度，解决了合金液流动性差、体积膨胀、产生偏析析出物等缺陷。本专利申请的铝锶中间合金锭配方中锶含量高于20％，比传统AlSr10合金的锶含量高约10％。参照本专利申请生产的铝锶中间合金锭，在铸造铝硅系合金中的一般加入量为1.25‰，比传统AlSr10变质剂减少用量约50％，能达到相同的对铝硅合金的变质效果，铝锶中间合金锭加入量的降低，使合金带入铝液的杂质、气体减少了约50％，提高了产品质量。

具体实施方式

实施例1.

取1000千克电解铝，240千克金属锶，按下列步骤进行：

熔炼：将电解铝熔化，铝液最佳温度控制在约800℃；