[发明专利]一种高纯铝硅中间合金及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯铝硅中间合金及其生产方法，属于合金领域。

背景技术

随着社会的发展，市场对铝合金制品的冶金组织、成份及性能提出了更高的要求，铝加工业需要生产出冶金质量合格、成份均匀和性能优良的铝合金制品。

传统工艺在生产铝硅中间合金的生产方法为待铝熔化后直接加入硅，这些元素在熔化过程中，极易氧化，造成大量的杂质元素带入合金内，很难在合金中去除，造成合金内部夹渣，导致杂质存在被合金带入到后期的生产过程中去，大大削弱了铝硅中间合金的使用效果，不能满足不断发展的高精密，高品质的合金材料铸造过程的需求，同时硅的实际吸收率极低，大大提高了生产成本。且现有的铝硅中间合金的力学性能也有待进一步提高。

发明内容

为了解决现有技术中铝硅中间合金杂质含量高、硅吸收率低、力学性能差等缺陷，本发明提供一种高纯铝硅中间合金及其生产方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种高纯铝硅中间合金，由如下组分组成：硅10-50％，0.08％≤Mg≤0.3％，杂质Fe≤0.3％，杂质Cu≤0.02％，杂质Zn≤0.02％，杂质Mn≤0.03％，其它杂质总和≤0.15％，余量的铝；其中，其它杂质中，单个杂质元素含量均小于0.03％，所述百分比为质量百分比。

高纯铝硅中间合金杂质含量底，不含未熔硅，硅的吸收率达到了100％，且力学性能也有了非常显著的提升。

为了保证所得产品的纯度、均匀性及力学性能，上述高纯铝硅中间合金的原料包括：纯度不小于99.7％的铝锭、纯度不小于99.98％的高纯硅、纯度不小于99.9％的镁锭和氟硅酸钠，其中，铝锭、高纯硅、氟硅酸钠和镁锭的质量比为100：(98-102)：(1-3)：(0.1-0.3)，所述百分比为质量百分比。

制备所有工具为熔化炉和搅拌工具。

本申请通过添加特定比例的镁和氟硅酸钠使所得铸件的均匀性和综合力学性能有了非常显著的提升。

为了进一步提高所得产品的纯度、均匀性等性能，上述高纯铝硅中间合金的的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：

1)先在炉底均匀铺一层铝锭，所铺铝锭质量为铝锭总质量的20-30％；然后将高纯硅均匀铺在铝锭上；再然后将余量的铝锭均匀铺在高纯硅上，最后加入氟硅酸钠，开熔化；

2)当铝锭全部熔化后，在温度为760±20℃下，用搅拌工具在炉底搅动，搅动的速度以控制高纯硅不浮出液面为准；

3)待高纯硅全部熔化后，进行打渣；

5)加入镁锭，继续搅拌5±1min后，捞渣；

6)依次进行精炼脱气和捞渣后，浇铸成型，即得高纯铝硅中间合金。

上述步骤6)中精炼脱气后需将合金液表面浮渣扒干净。

上述工艺流程简单可行，杂质元素含量极低，有效避免了金属烧损，从而保证合金内部清洁度，降低氧化杂质，同时改善后期铸件的综合力学性能。

上述制备方法中各步优选在氩气的保护下进行。

为了进一步提高所得产品的纯度、均匀性等性能，步骤3)中打渣为：用氩气将打渣剂吹入合金液中进行打渣，打渣时间：10-20分钟，打渣剂用量为每吨高纯铝硅中间合金2.5-4kg。

为了进一步提高所得产品的纯度、均匀性和力学性能等，步骤6)中，精炼脱气为：将精炼剂用氩气吹入合金液中进行精炼脱气，精炼时间为20-25分钟，氩气压力为0.1-0.3Mpa，精炼剂的用量为每吨高纯铝硅中间合金2-4公斤。

为了更进一步提高产品的纯度和均匀性等性能，同时保证力学性能，打渣剂为氯化钾、氯化钠和硝酸钙质量比为1：(40-45)：(0.2-0.3)的混合物。精炼剂为氯化钾、硝酸镁、氯化钠和硝酸钙质量比为(5-15)：(10-15)：(1-3)：(0.2-0.3)的混合物。

为了进一步提高所得产品的纯度、均匀性和力学性能等，步骤6)中，精炼结束后，将合金液表面浮渣扒干净；然后将合金液在800±10℃的状态下通过流槽导入装有30-40ppi氧化铝陶瓷过滤器的过滤箱体内，对合金液进行在线过滤处理；再然后将经过过滤处理的合金液温度降至740-760℃，再次清除表面浮渣后浇铸成型，即得高纯铝硅中间合金。

本发明通过全新的制造工艺，制造出高清洁度、低杂质的铝硅中间合金，能有效地使铝硅中间合金的合金化更加均匀，并使铝硅中间合金内部基体更加的清洁，大幅度减少氧化物及其他夹杂物。

本申请的百分比为质量百分比。

本发明未提及的技术均参照现有技术。