[发明专利]铬添加剂、铝合金及相关制备方法

说明书

本发明提供了一种铬添加剂、铝合金及相关制备方法。其中，铬添加剂的制备方法包括：使用过量的铝原料作为还原剂，利用铝热反应还原铬的氧化物，在得到金属铬的同时，金属铬与过量的铝原料形成铬铝合金，该铬铝合金即为铬添加剂。解决了现有技术中铬添加剂实收率低、杂质多的问题，提高了铬添加剂使用便捷性，适用于铝合金生产用添加剂领域。

技术领域

本发明涉及铝合金生产用添加剂领域，具体而言，涉及一种铬添加剂、铝合金及相关制备方法。

背景技术

铬是一种铝合金中主要的添加元素，现有技术中的铬元素常用的添加方式有熔剂型和铝型两种，其中铝型铬添加剂在添加过程中能够达到无烟的环保要求，这是铬剂目前发展的趋势。衡量铝型铬添加剂性能的主要指标有∶熔化温度、熔化速度、铬元素收率、杂质指标。而金属铬粉、铝粉的质量，及混合物料均匀性是决定铬添加剂性能的关键因素，随着铝型铬添加剂大力推广应用，金属铬粉、铝粉的质量、物料均匀性就显得更加重要，要求金属铬粉、铝粉分布和含量更加均匀、杂质含量更低。所以取得含量均匀、纯净的金属铬粉和铝粉成为制取铝型铬添加剂的关键点。

现有铝型铬剂目前的生产过程是：首先选取纯度为95～99％的铬粉(质量分数占比60～80％)，然后加上铝粉(质量分数39.5～19.5％)，发热剂和成型脱模剂(质量分数0.5％)。搅拌混匀后再通过压制设备冷压成型，最后直接定量向熔炉内740℃以上铝液中投加即可，由于该添加剂的密度大于铝液的密度，在沉降过程中吸热解体、扩散开的金属铬铝小颗粒熔化在铝液中，完成合金化。

现有的工艺存在以下缺点∶1)铬粉与铝粉粒度、密度不同，造成混料不均，含量控制难度大，易造成铬添加剂实收率低。2)金属铬粉中的氧化铬、碳化铬等杂质多，造成铬添加剂的收率降低。主要是金属铬的制取有铝还原和碳还原两种还原方式，这两种还原方式受制于反应环境和配料，都存在铬还原不充分的问题，易造成铬添加剂中铬的氧化物和碳化物超标。而铬的氧化物、碳化物在铝合金熔炼时变成浮渣，降低铝合金中铬的收率。3)金属铬中混有杂质六价铬，现有技术难以对金属铬进行有效地净化除杂。此外，铝合金广泛用于食品、药品包装等方面，因此需要对铝合金里的有害元素(如六价铬)控制严格。原料铬中混有的六价铬等杂质易对产出的铝合金品质产生影响。4)铝粉和铬粉等原材料需要单独购买，单独存放。且金属粉末易氧化、空气中达到一定的浓度，遇明火极易发生爆炸，人工管理费用高，料设备需单独购买，生产成本高。5)金属铬粉与铝粉在混合过程中产生大量的粉尘，粉尘弥散在空气中易使工人患有尘肺病，且对环境产生大量污染。为解决粉尘问题，需购置除尘设备，增加生产成本。6)在制备铬添加剂的过程中，需要添加60目筛下的原材料铬粉，因此对于购买的铬粉仍需进行进一步粉碎，常用的粉碎方法为球磨法，而球磨工具均为铁制品，在研磨时铬粉里面必然会增加铁杂质，进一步增加铬添加剂中的杂质。

因此，急需对现有的铬添加剂的生产方案进行改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种铬添加剂、铝合金及相关制备方法，以解决现有技术中铬添加剂杂质多的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种铬添加剂的制备方法，该制备方法包括：使用过量的铝原料作为还原剂，利用铝热反应还原铬的氧化物，在得到金属铬的同时，金属铬与过量的铝原料形成铬铝合金，铬铝合金即为铬添加剂。

进一步地，制备方法包括：发热剂提供热量的条件下，使用过量的铝原料作为还原剂，利用铝热反应还原铬的氧化物；优选地，发热剂通过与铝原料反应放热来提供热量；优选地，发热剂选自BaO₂、NaClO₃、KClO₃、NaNO₃、铬酸酐、碱金属铬酸盐和碱金属重铬酸盐中的任意一种或多种。