[发明专利]制备铝合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备抑制氧化损失的铝合金的方法。

背景技术

过去，在制备包含Mg的合金的工艺中，通常的实践是添加Be。

Be在以少量添加时能够抑制含Mg合金熔体的氧化损失且常常用于防止高活性Mg合金熔体和各种其他包含Mg的合金熔体的燃烧。

然而，对于Be已经指出了健康影响问题。近来，已经寻求避免使用其的方法。

另一方面，添加Ca作为Be添加和覆盖熔剂（cover flux）的替代方式的方法是已知的（Muromachi, Shigeo和Minegishi, Tomohiro, “Effect of Ca on Al-Mg Alloys”, KEIKINZOKU, 卷10, 第6期, (1960): pp. 25-28）。

此外，在日本专利公开（A）号2001-64743中，已经证实添加Sr具有降低锭上表面氧化的作用。然而，关于在高温熔融态时是否有抑制氧化损失的作用是不清楚的。

因此，在实践中，仅证实Ca是Be的替代方式。

发明内容

本发明的目的是提供制备在不使用容易影响人体健康的Be的情况下抑制合金熔体的氧化损失的铝合金的方法。

为了实现该目的，本发明的铝合金的制备方法使用处理含Mg的铝合金熔体的方法，其特征为在该合金中添加Ca、Sr和/或Ba，其组成比落在图1中所示的连接以下四个点的线所包围的范围内且不包括点D：点A（Ca：18 at%；Sr：0 at%；Ba：82 at%）；点B（Ca：14 at%；Sr：34 at%；Ba：52 at%）；点C（Ca：33.8 at%；Sr：66.2 at%；Ba：0 at%）；点D（Ca：100 at%；Sr：0 at%；Ba：0 at%），以调节该熔体中的Ca、Sr和Ba组分以包括Ca：0.001-0.5质量%和以下之一或两者：Sr：0.01-2.8质量%和Ba：0.01-7.83质量%。

作为调节Mg含量的方法，可以将该Ca、Sr和/或Ba组分添加到包含预设的Mg的铝合金熔体中，但优选添加该Ca、Sr和/或Ba组分以调节该熔体中的Ca、Sr和/或Ba组分，然后另外将Mg组分添加到该熔体中以将其调节到预设的Mg含量。

本发明的制备铝合金的方法适用于制备例如包含以下的锻造材料铝合金：Mg：0.5-6.0质量%；Si：0.1-0.5质量%；Fe：0.7质量%或更低；Cu：0.04-0.2质量%和Mn：0.1-1.0质量%。

此外，其还适用于制备例如包含以下的铸造铝合金：Mg：0.5-11.0质量%；Si：0.1-24.0质量%；Fe：0.1-1.8质量%；Cu：0.1-4.5质量%和Mn：0.15-0.6质量%。

此外，其还适用于制备作为特别实例的包含以下的压铸铝合金：Mg：0.5-10.5质量%；Si：0.1-18.0质量%；Fe：0.5-1.8质量%；Cu：0.1-5.0质量%和Mn：0.1-0.6质量%。

在本发明的制备铝合金的方法中，添加该熔体的氧化损失抑制剂，即特定比例的Ca、Sr和/或Ba的混合物，或者使用包含特定比例的Ca、Sr和/或Ba的混合物的复合物。因此，使用无害的熔体氧化损失抑制剂代替容易影响人体健康的Be能够大大降低合金熔体的氧化损失。

此外，能够降低在包含Be的废气的处理、渣滓去除的工作等中所涉及的成本，因此能够降低铝合金的生产成本。

附图说明

图1是显示Ca、Sr和Ba关于抗氧化性的关系的示图。

图2是比较仅添加Ca和复合添加在抗氧化性方面的示图。

具体实施方式

本发明人对在制备不使用Be的含Mg铝合金时熔体的氧化损失的抑制措施方面进行了详尽的研究。

在该合金制备工艺中，该合金熔体在高温状态受到氧化损失。氧化的进展程度对于每一所包含的元素不同。元素活性越高，氧化损失的进展越快。

在铝合金中，特别地，5000系列和其他Al-Mg基合金都容易发生由Mg造成的氧化损失进展。使用Al-Mg基合金时，合金性质是由Mg的量确定的。即使仅仅少量Mg的减少也会影响合金性质，因此防止Mg在制备工艺中损失是主要的工业问题。过去，必须持续测定熔体中的Mg量以补充熔体中Mg的减少量，但使用本发明，可以降低或消除这种负担。这样导致产率和工作效率的提高。

过去，已经使用添加Be的方法作为用于防止铝合金熔体氧化损失的方法，但是由于健康影响的问题，优选合金不含Be。