[其他]含硅量为2-22重量百分之百的硅铝合金的制备方法

说明书

本发明属于有色金属与合金属的冶炼领域，更确切些说，是关于制取含硅量为2-22重量%的硅铝合金的方法问题。该合金可用于制造汽车工业、拖拉机工业中所需的异形铸件，并用于日用品的生产。

制取含硅量为2-22重量%的硅铝合金的已知方法包括下述步骤：将铝矾土和硅单独进行粉碎。按计算量，将下述组份，即含碳的材料和经过粉碎的铝矾土及硅，配成炉料。然后把炉料做成团块，并放入还原矿石用的电炉中。炉料经过还原作用，变成了初级硅铝合金。下一步是对此粗制合金进行精炼提纯，除掉其中的非金属夹杂物。最后加工成用做结构材料的硅铝合金[I.A.Troitsky，V.A.Zheleznov合著的《铝的冶炼》，发表于1977年，苏联“冶金出版社”（莫斯科）出版，第368-375页]。

此法的缺点是硅的吸收程度（the    degree    of    assimilation    of    silicon）低，合金中非金属夹杂物的含量较高，所以制得的合金质量不高。使用此法时，生成的炉渣很多，并因此消耗掉大量热能（高达10%）。该法的工序多，能量消耗量很大。

制取含硅量为2-22重量%的硅铝合金的另一已知方法包括如下步骤：先把经过粉碎的晶体硅分选成粒径为20-50毫米的筛份和粒径为0.3-1.0毫米的另一筛份，取前一筛份留用，后一份则弃去。将20-50毫米筛份的晶体硅放在反射炉里，在780-820℃的温度和搅拌的条件下，使其溶解于液态的铝中，生成硅铝合金的熔体[参见M.B.Altman，A.A.Lebedev，M.V.Chukhrov合著的《轻合金的熔炼和铸造》，发表于1969年，苏联“冶金出版社”（莫斯科）出版，第270-271页]。

使用上述方法，可确保达到较高的硅吸收程度。同时，由于合金中非金属夹杂物（氧化铝和氢）的含量降低，所得合金的质量有所提高。此外，该法还可减少炉渣形成量。该法在技术操作上可行，能耗也不大。

众所周知，在晶体硅的粉碎过程中，20-50毫米筛份的平均产率为95%，而0.3-1.0毫米筛份的量平均占4.5%。采用上述方法时，0.3-1.0毫米筛份的晶体硅不能用于制造硅铝合金，这就造成了稀缺原材料的非生产性损失。

因此，作为本发明基础的课题是：在制取含硅量为2-22重量%的硅铝合金的方法中，通过改变晶体硅溶解过程的条件，把0.3-1.0毫米筛份的硅利用起来，从而避免稀缺原料的损失，并提高所制成的合金的质量。

这项课题是用如下所述的一种制取含硅量为2-22重量%的硅铝合金的方法（本发明方法的第一种方案）解决的，它包括：将经过粉碎的晶体硅分选成20-50毫米的筛份和0.3-1.0毫米的筛份;把20-50毫米筛份的晶体硅放在反射炉里，在780-820℃的温度和搅拌的条件下，使其溶解在液态铝中，生成硅铝合金熔体，其中，根据本发明，是在20-50毫米筛份的晶体硅发生溶解的同时，利用惰性气体气流，把0.3-1.0毫米筛份的晶体硅带到合金熔体的液面以下（under    the    melt    level），其量占晶体硅总投料量的3-10%。

上述课题还可以用如下所述的一种制取含硅量2-22重量%的硅铝合金的方法（本发明方法的第二种方案）来解决，它包括：先将经过粉碎的晶体硅，按晶粒大小为20-50毫米和0.3-1.0毫米分选成两份;再把20-50毫米筛份的晶体硅放到反射炉里，在780-820℃的温度和搅拌的条件下，使其溶解在液态铝中，生成硅铝合金熔体。其中，根据本发明，20-50毫米筛份的晶体硅是与0.3-1.0毫米筛份的晶体硅一起溶解的，这两份晶体硅的重量比相应为80-85∶20-15。但是，在溶解之前，须将0.3-1.0毫米筛份的晶体硅与氯化钡及助熔剂（主要成为为氯化钠和氯化钾）一起压制成形，0.3-1.0毫米筛份的晶体硅、氯化钡和助熔剂三者的配料比（重量比）为7∶1-2∶1-3。

本发明方法（上述两种方案）使0.3-1.0毫米筛份的晶体硅得到了利用，从而避免了稀缺原料的损失。此外，利用本发明方法制得的合金中非金属夹杂物（氧化铝和氢）的含量低，所以可得到质量更高的合金。

在2-50毫米筛份的晶体硅溶解的同时，利用惰性气体气流把0.3-1.0毫米筛份的晶体硅引入到熔体的液面以下（第一种方案），可以保证增加细筛份硅在熔体中停留的时间，也就是说，在细筛份硅浮升到熔体表面之前，有足够的时间让它溶解在熔体中。此外，从熔体中通过的惰性气体有助于除去熔体中的非金属夹杂物（氧化铝和氢）。