[发明专利]钛元素添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金加工处理熔剂，尤其是涉及一种钛元素添加剂。

背景技术

钛是铝合金中最常用的晶粒细化剂，它起细化组织作用，可提高铝合金铸件的机械性能，提高铸件致密度，减少铸件缩松和裂纹。目前，国内钛元素添加剂由钛粉和助熔剂混合加工而成，其中助熔剂为卤化物盐类，如氟铝酸钾、氟铝酸钠等，现有钛元素添加剂在使用中存在有下列问题：一是在铝合金熔炼处理中熔化较慢，熔化时间长；二是在730℃低温铝水中熔化量偏少，回收率（熔化率）偏低，一般只有90-92%；三是助熔剂熔化和包装燃烧会产生有害气体对环境造成污染；再是用钛粉作为钛元素添加剂直接加工，成本高。造成上述问题的主要原因：一是钛元素添加剂中由于钛元素熔点1668℃，熔点高，加上粒度过大，熔化慢、时间长，熔化吸热量多，造成钛元熔化慢，当铝水温度在730℃低温时，钛元素添加剂熔化量降低，真正熔化在铝水中起作用的钛元素的熔化率只有90-92%（回收率是指已熔化在铝水中的钛元素含量占钛元素添加剂中钛元素总量的百分比），还有一部份未熔化的钛元素留在处理渣中而浪费；二是助熔剂中含有氟有害物质，加上用塑料包装钛元素添加剂，助熔剂熔化和塑料燃烧都会产生含氟有害气体，对环境造成严重污染；再是直接使用钛粉加工，钛粉价格高，加上熔化率低，废渣中的废钛目前还未回收利用。

发明内容

针对上述现有技术中钛元素添加剂存在的问题，本发明提供了一种不仅回收率在95%以上，而且不环境污染，制备成本低，适用性强的钛元素添加剂。

本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：所述钛元素添加剂包括钛粉和助熔剂两种原料，所述两种原料按比例混合定量压制而成为钛元素添加剂，所述钛元素添加剂用铝箔包装，所述钛粉是废钛经过磁选去除氯镁杂质处理后制成的细度为80目以上的高纯钛粉，所述助熔剂是由铝粉和凡士林混合制成的细度为80-100目的环保助熔剂。

本发明所述磁选去除氯镁杂质处理工艺是指废钛经过破碎、粉碎、筛分制成10-20目的粉料，将粉料进行磁去铁后，再用水浸泡粉料形成浆料，再用精炼剂精炼浆料去除氯和镁等杂质，烘干脱水后，切割块状，再进行粉碎、球磨、筛分制成80目以上的高纯钛粉。

本发明所述助熔剂采用含量为99.5%的高纯铝粉与0.5%的凡士林混合制成的细度为80-100目呈中性的环保助熔剂。

本发明所述钛元素添加剂由废钛回收处理并制成80目以上的高纯钛粉为主要原料，按各种规格中的钛元素含量比例与80-100目的环保助熔剂混合压制而成。

本发明主要技术指标：

密度；≥2.7 g/cm³，      回收率：≥95%，

熔化速率：≤5min，      不污染环境。

本发明采用磁选去除氯镁杂质处理工艺对废钛进行处理，使废钛变为高纯钛粉，用废钛处理后得到的高纯钛粉来配制钛元素添加剂，其技术关键之一：在于该处理工艺不仅可使废钛提纯至含钛量在99.9%以上的高纯钛粉，而且处理操作方便,处理费用较低；技术关键之二是：将会产生环境污染的助熔剂改为处理不会产生环境污染的环保助熔剂，该环保助熔剂由高纯铝粉和凡士林混合而成。

本发明与现有技术中的钛元素添加剂相比，具有以下优点：钛元素添加剂细度更小，在730℃低温下可提高熔化量，熔化速率在5分钟以下，缩短了熔化时间，提高了钛元素添加剂的实际回收率，回收率可达到95%以上，且助熔剂熔化和包装燃烧不产生环境污染，废钛回收可使制造成本下降20%以上，可提高铝合金综合机械性能，降低铝合金产品产生裂纹和缩松倾向，提高铝合金产品质量。

具体实施方式

实施例1，本实施例生产的钛元素添加剂规格为70Ti5Al，它由70%wt的钛粉、5%wt的铝粉和25%wt的助熔剂组成，所述钛粉用回收的废钛经过破碎、粉碎和筛分制成10-20目的粉料，将粉料进行磁选后，再用水浸泡粉料形成浆料，再用精炼剂精炼浆料去除氯和镁等杂质，烘干脱水后，切割块状，再进行粉碎、球磨、筛分制成80目以上的高纯钛粉；所述助熔剂采用含量为99%wt的纯铝粉与1%wt的凡士林均匀混合后，筛分制成细度为80-100目呈中性的粉末状环保助熔剂.；所述钛粉、铝粉和环保助熔剂按比例均匀混合后，在模具中定量压制成重量为500±5g的圆柱体钛元素添加剂，再用铝箔进行包装。

实施例1制备的钛元素添加剂经检测和使用，各项指标为：

密度g/cm3：2.87 ,     杂质总量：2.14% ,   杂质Fe： 1.13%,

回收率：97%,         熔化速率：2.6min,    Ti含量：70.2%。