[发明专利]一种带有除铁作用的铝合金无毒精炼剂

说明书

技术领域： 

本发明属金属熔炼技术领域，特别涉及一种带有除铁作用的铝合金无毒精炼剂。

背景技术：

获得洁净的铝合金熔体是获得优质铝合金铸件的保证和前提，而熔体精炼是获得洁净的液态金属最常用、最有效的手段之一。目前常用的精炼方法按其机制可分为吸附法和非吸附法两大类，吸附法依靠精炼剂产生吸附氧化夹杂的作用，同时清除氧化夹杂及其表面依附的氢气，达到净化铝液的目的。非吸附法依靠其它物理、 化学作用，来达到净化铝液的目的。吸附法的精炼作用只发生在吸附界面上，非吸附法则同时作用于整体铝液。

吸附法包括浮游法、溶剂法、过滤法等。浮游法是向铝液中通入气体（通常为氮、 氩、氯或盐类所产生的气体），产生大量气泡，由于气泡中氢的分压力为零， 因此借助于铝液和气泡中氢分压之差，氢便扩散进入气泡，气泡浮出液面后氢即逸入大气。 气泡表面所吸附的夹杂物( 由于浸润性的差异，夹杂物能自动吸附在与之接触的气泡上)也随之上浮而排除，从而达到除氢排杂的目的。根据精炼剂的不同，浮游法分为通氮法、 通氩法、通氯法和氯盐精炼法等。熔剂法，熔剂一般由碱金属或碱土金属卤盐的混合物组成，加入铝液后， 利用接触相之间润湿性的差异，吸附、溶解铝液中的氧化夹杂及吸附其上的氢，上浮至液面而进入熔渣，达到除杂排气的目的。由于熔剂价格低廉，这种方法使用较广，但是对悬浮微细夹杂的去除能力较差。过滤法是依靠过滤介质的机械阻碍作用和吸附作用捕获夹杂物，同时截除吸附在夹杂上的氢而达到精炼目的，是排除夹杂物的有效方法之一。过滤器可分网状过滤器、颗粒状过滤器和多孔陶瓷过滤器，过滤介质可分为活性过滤剂和非活性过滤剂。过滤法去除夹杂物效果显著，但除气效果较差。非吸附精炼法包括真空处理法、 超声波处理法、压力结晶法、直流电法、钛屑处理、旋转电磁场、稀土元素储氢法等。除后者外， 这些方法普遍设备复杂，成本高，生产中没有得到广泛应用。稀土元素储氢法，又称化学固氢法，利用稀土元素与氢的强大亲和力，生成稳定的高熔点化合物以固体形式吸收铝液中大量的氢，降低含氢量。

在以上的精炼方法中，尤其是常用的氯化物精炼法，使用时会产生大量的氯气，为有毒气体，对人体的健康有害，因此目前已经逐步限制使用。

铝硅合金中，铁在铸造铝合金中一直被认为是一种主要的有害杂质，各个国家、专业标准均对其作了明确的限制，各企业标准对其控制更为严格。这主要是由于随铁含量增加，在金相组织中会形成本身硬度很高的针、片状脆性铁相，它的存在割裂了铝合金的基体，降低了合金的力学性能，尤其是韧性，并且使零件机械加工难度增加，刀、刃具磨损严重，尺寸稳定性差等等，但是，低品质铝合金锭中铁含量本身就高，随着合金炉料的回用，生产中铁质坩埚、工具、置预件等的使用使合金增铁在所难免。但是，在铝合金的生产中，尤其是再生铝的生产中，由于杂质的引入、铸铁工具和坩埚的应用等，铁含量常常超出标准，甚至超过标准多倍，达到1%以上。这种熔炼，不仅无法生产出合格的铸件，而且对铝资源也是一种浪费。但是在常见的铝合金熔炼中，尤其是小厂的熔炼，并无有意识的进行除铁操作，这也是造成铁含量居高不下的原因之一。

发明内容：

针对铝合金熔炼中铁含量容易超标、常见熔炼并没有引入除铁环节、常见熔炼剂产生有毒气体的现状，本发明提出一种带有除铁作用的铝合金无毒精炼剂，其技术方案为将除铁剂加入精炼剂中，配成一种具有除铁作用的精炼剂，其配方为50%Mn、20%Cr、10%NaNO₃、2%石墨粉、4%NaCl、4%耐火砖粉。

精炼剂在使用前需充分烘干。

精炼剂在使用过程中，加入量为1%质量分数，即铝液质量的1%。

精炼温度700~720°C，精炼时间3~5分钟，精炼完成后静置5~10分钟。

有益效果：

本发明所提出的带有除铁作用的铝合金精炼剂，不仅解决了铝合金熔液中铁含量容易超标的问题，而且与精炼剂融为一体，无毒无害，方便使用。同时，使用利用精炼时产生的大量翻滚气泡，可以使除铁剂与铝液充分混合，达到更好的除铁效果。

 具体实施方式：

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下。

熔炼1T铝液，需加入10Kg精炼剂，按比例配好。

将配比好的精炼剂压成Φ50×30mm的圆块，熔炼时放到熔炉旁边，充分烘干。

在铝液熔炼至700°C时，加入精炼剂，此时，由于精炼剂的发热作用，铝液温度上升，将其保持在700~720°C之间。