[发明专利]熔盐热还原法制备铝铒中间合金的方法

说明书

本发明公开了一种熔盐热还原法制备铝铒中间合金的方法，按铝铒中间合金的成分含量计算出每炉冶炼所需的铝、氧化铒、碱金属氯化物、冰晶石的重量，分别称取；将含有冰晶石、碱金属氯化物均匀混合后的熔剂加入石墨坩埚内升温至750℃～900℃熔化；待熔剂熔化充分后，加入氧化铒，得熔融含铒熔盐；在850℃～950℃将铝加入熔融含铒熔盐中，待铝熔化后，搅拌保温热还原40～80min；待热还原反应完成后，扒去表面废渣，降温到750～800℃浇注铸锭，获得铝铒中间合金。本发明采用氧化铒作原料，不使用氟化物，降低了生产成本，而且工艺过程稳定，产品不偏析。

技术领域

本发明涉及一种合金制备技术，具体说，涉及一种熔盐热还原法制备铝铒中间合金的方法。

背景技术

铒元素在铝及其合金中具有与钪元素类似的作用，而其价格比钪便宜得多，铒不仅可以细化铝及其合金的铸态晶粒，提高铝及其合金的硬度和强度，而且可以保持合金的塑性基本不变，改善其耐蚀性能和焊接性能。用金属铒和金属铝直接混合，就可制备铝铒中间合金，但因二者的熔化温度差别较大，难免发生氧化反应，烧损严重，铒的添加量为千分之几，导致添加不均匀。

目前，铝铒系合金的生产方法主要有对掺法、熔盐电解法，其中，对掺法工艺简单，流程短，对设备要求低，但由于金属铒氧化烧损大，很难制备出成分稳定、分布均匀的铝铒合金产品，且铒的实收率较低，从而导致成本较高。熔盐电解法在高温熔盐电解条件下，氟盐及氢氟酸的腐蚀性严重，电解槽及电极材料容易腐蚀失效，电流效率低，能耗高，对原料要求较高。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种熔盐热还原法制备铝铒中间合金的方法，采用氧化铒作原料，不使用氟化物，降低了生产成本，而且工艺过程稳定，产品不偏析。

技术方案如下：

一种熔盐热还原法制备铝铒中间合金的方法，包括：

按铝铒中间合金的成分含量计算出每炉冶炼所需的铝、氧化铒、碱金属氯化物、冰晶石的重量，分别称取；

将含有冰晶石、碱金属氯化物(NaCl、KCl)均匀混合后的熔剂加入石墨坩埚内升温至750℃～900℃熔化；

待熔剂熔化充分后，加入氧化铒，得熔融含铒熔盐；

在850℃～950℃将铝加入熔融含铒熔盐中，待铝熔化后，搅拌保温热还原 40～80min；

待热还原反应完成后，扒去表面废渣，降温到750～800℃浇注铸锭，获得铝铒中间合金。

进一步：碱金属氯化物采用NaCl和KCl。

进一步：熔剂中，m(NaCl):m(KCl):m(Na₃AlF₆)＝(1～5):(1～5): (2～30)。

进一步：熔融含铒熔盐中，按照质量百分数计，碱金属氯化物、冰晶石的加入量为10～40％，还原剂铝的加入量为45～87％，氧化铒的加入量为3～15％。

与现有技术相比，本发明技术效果包括：

1、本发明是一种铝热还原法制备铝铒中间合金的方法，铒的实际收率高于 80％，通过中频感应炉电磁搅拌作用使得合金偏析小，第二相粒子分散均匀，内部无明显缺陷，且制备环境要求和设备要求简单，适合工业化生产和规模化应用。采用氧化铒作原料，不使用氟化物，降低了生产成本，而且工艺过程稳定，产品不偏析等，因此具有较好的推广应用前景。

2、本发明采用本发明铝热还原法直接制备铝铒中间合金，炉况运行良好，不会发生喷炉现象，生产稳定安全，稀土收率得到提高，生产条件变得更加简单，生产效率得到提高。