[发明专利]一种铝合金用镍元素添加剂

说明书

本发明涉及一种铝合金用镍元素添加剂，其组分及质量百分含量为：雾化镍粉60～90％；氟化钙2～8％；氟硅酸钾0～8％；碳酸钾0～8％；氟铝酸钾7.7～37.7％；微晶石蜡粉0.2～0.6％；硬脂酸钙0.1～0.5％；将混合好的物料通过液压机压制成圆饼状，单块重量在500～1500克，密度4.0～5.5g/cm³。本发明的镍元素添加剂在700～740℃条件下，Ni含量在0.5～2.3％时，10～20分钟可以达到96％以上的实收率，杂质含量低，熔化速度快，实收率高，烟气量小，安全性好。

技术领域

本发明属于铝合金领域，涉及铝合金添加剂，尤其是一种铝合金用镍元素添加剂及其生产方法。

背景技术

工业纯铝具有良好的导电、导热、抗腐蚀、塑性加工等性能，可加工成板、带、箔和挤压制品等，但是力学性能较低，通过向铝中加入合金元素制成铝合金，可显著提高抗拉强度、硬度等力学性能。镍元素(Ni)是铝合金重要的合金化元素之一，在铝合金中可形成NiAl₃等金属间化合物，提高合金的硬度、高温强度和体积、尺寸的稳定性，并有使铁元素(Fe)的化合物变成块状的倾向，即降低杂质元素铁(Fe)的有害作用，提高合金的焊接性能。

镍的熔点为1453℃，比铝的熔点660℃高793℃，密度为8.90g/cm³，比铝的密度2.70g/cm³高6.20g/cm³，如以纯金属镍直接加入到铝熔体中需要提高熔炼温度，延长熔炼时间，还易造成成分偏析，目前一般以Al-Ni中间合金的形式加入，但是其Ni含量一般在20％以内，熔炼时能耗较高，损耗较大，因此使用成本也高。镍元素添加剂与Al-Ni中间合金相比，具有有效含量高，Ni含量一般在75％及以上，达到同样的元素含量其用量较中间合金可减少73％以上，具有运输、仓储、使用成本低等优势。

目前，公开的镍元素添加剂一般由镍粉和助熔剂组成。如中国发明专利CN111235416A公布了一种高效绿色铝合金添加剂及其制备方法与应用，由金属粉和高活性超细铝粉组成，金属粉的质量百分比为70～90％，其余为高活性超细铝粉，其中的一种金属粉末为镍粉，可用于镍元素的添加；中国发明专利CN111270096A公布了一种高效环保型铝合金添加剂及其制备方法与应用，由金属粉和助溶剂组成，金属粉的质量百分比为70～90％，其余为助溶剂，其中的一种金属粉末为镍粉，可用于镍元素的添加；中国发明专利CN101709383A公开了一种高效环保型铝合金熔炼添加剂，主要由金属粉末、钾盐、硫磺粉组成，其中金属粉末提及了镍的金属粉末。

目前公开的专利存在以下一种或多种缺陷：①仅公布了其中一种元素添加剂的原材料为镍粉，规定了镍粉的纯度和粒度，但未明确镍粉的制备工艺，中国发明专利CN111270096A的实施例5中镍粉的纯度仅为92.30％，为镍合金粉，存在纯度低，杂质含量高的问题，也未说明镍元素添加剂的熔化速度等应用性能指标；②中国发明专利CN111270096A的助熔剂成分为KCl、MgCl₂、KAlF₄，其中的KCl、MgCl₂吸湿性很强，用作添加剂的助熔剂在生产及存储过程中极易发生吸潮、潮解，投入熔炉后会发生爆炸的危险；③中国发明专利CN111235416A仅提及了金属粉末和铝粉的纯度和粒度，未给出镍元素添加剂的实施例，且所用铝粉为-325目的超细铝粉，在混料、放料的生产过程中超细铝粉极易飘散至空气中，出现铝粉尘爆炸的危险，并且铝粉尘还危害人体健康；④中国发明专利CN101709383A其中所含的硫磺粉加入铝液后燃烧会产生明显的刺激性气味，环保性差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种低杂质、非吸湿性、安全、环保的铝合金用镍元素添加剂，克服现有技术镍元素添加剂在纯净度、吸湿性、安全、环保等方面的不足。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种铝合金用镍元素添加剂，其组分及质量百分含量为：

雾化镍粉60～90％；