[发明专利]一种高能超声制备铝钕中间合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属合金的制备方法，尤其涉及一种高能超声制备铝钕中间合金的方法。

背景技术

铝稀土中间合金是一种高效的细化变质剂，具有良好的细化变质效果，广泛用于铝及其合金的细化变质处理，可显著细化合金组织，提高合金力学性能。在长期的研究中，人们不断探索铝-稀土中间合金的制备方法，目前制备稀土铝合金的生产方法大致概括有以下两种：直接熔合法：是将稀土或混合稀土金属按一定比例加入到高温铝液中，制得中间合金。其特点是操作方便，合金成分含量稳定。缺点就是容易引起合金成分偏析，造成局部成分过浓、分散不均匀等缺陷。熔盐电解法：在电解炉内，以氯化钾、稀土氧化物和稀土氯化物等作为电解质，在铝液中电解制得铝-稀土中间合金。在工业铝电解槽中直接加入稀土化合物，通过电解制得铝-稀土中间合金。但在电解过程中会产生有毒气体，污染环境，危害人体健康。除此之外，合金成分难以控制，波动范围较大。本发明是在直接熔合法的基础上引入高能超声处理，利用高能超声的声空化效应和声流效应使制得的中间合金成分均匀，防止偏析。

 

发明内容

本发明的目的在于提供了一种高能超声制备铝钕中间合金的方法,它所制备的中间合金具有稀土含量稳定，合金成分均匀，成本低和制备过程简单的优点。

本发明是这样来实现的，一种高能超声制备铝钕中间合金的方法，其特征在于所述的制备方法包括以下步骤：

（1）首先把纯铝锭放入坩埚内加热至熔化，将直径为20-100um的稀土钕颗粒用铝箔纸包裹，压入到上述纯铝熔体中，在765℃～785℃范围内保温30～40分钟，其中稀土钕含量为占总重量的30～35%；

（2）在上述合金熔体液面下10-15mm处施加间歇式高能超声，超声强度为0.7kw/cm²～0.9kw/cm²；

（3）超声施加时间为8～15min，高能超声每次施加时间30～50秒，间歇时间30～50秒；

（4）然后将合金熔体降至700℃~710℃精炼除杂并进行浇注；所述的稀土钕的纯度为99.9%。

本发明的技术效果是：本发明由于采用合金成分为共晶成分，所以熔炼温度较低，能有效避免稀土烧损，从而稀土含量稳定，并降低能耗。而且工艺简单、安全可靠，操作方便，无有害气体产生。采用高能超声处理，保证合金成分均匀，减少偏析。

附图说明

图1为本发明制备的铝钕中间合金显微组织金相图。

具体实施方式

实施例1：首先把纯铝锭放入坩埚内加热至熔化，将直径为20-100um的稀土钕颗粒用铝箔纸包裹，压入到上述纯铝熔体中，在765℃保温30分钟，其中稀土钕含量占总重量的35%。在上述合金熔体液面下10mm处施加间歇式高能超声，超声强度为0.7kw/cm²，施加时间为8min，高能超声每次施加时间30秒，间歇时间30秒，然后将合金熔体降至700℃精炼除杂并进行浇注；所述的稀土钕纯度为99.9%。

实施例2：首先把纯铝锭放入坩埚内加热至熔化，将直径为20-100um的稀土钕颗粒用铝箔纸包裹，压入到上述纯铝熔体中，在775℃保温40分钟，其中稀土钕含量占总重量的30%。在上述合金熔体液面下15mm处施加间歇式高能超声，超声强度为0.8kw/cm²，施加时间为12min，高能超声每次施加时间40秒，间歇时间40秒，然后将合金熔体降至710℃精炼除杂并进行浇注；所述的稀土钕纯度为99.9%。

实施例3：首先把纯铝锭放入坩埚内加热至熔化，将直径为20-100um的稀土钕颗粒用铝箔纸包裹，压入到上述纯铝熔体中，在785℃保温40分钟，其中稀土钕含量占总重量的35%。在上述合金熔体液面下15mm处施加间歇式高能超声，超声强度为0.9kw/cm²，施加时间为15min，高能超声每次施加时间50秒，间歇时间50秒，然后将合金熔体降至710℃精炼除杂并进行浇注；所述的稀土钕纯度为99.9%。