[发明专利]有色合金熔炼用熔剂及其配制方法

说明书

本发明属于有色合金熔炼技术领域，适用于有色合金的精炼、变质、晶粒细化等熔炼处理，主要用于铝合金的熔炼，以及铝青铜、锌合金的熔炼。

在冶金、机械工业生产中，熔炼各种铝合金、锌合金和铝青铜时，为了除去合金液中气体(主要是氢气)和各种非金属夹杂物，需要进行精炼处理以净化合金；传统的处理方法是向合金液中通入氯气或受热后能产生氯或氯化物气体的氯化物，如六氯乙烷C₂Cl₆、四氯化碳或氯化锌等作为除气剂，然后用清渣剂清除熔渣。

在用氯或氯化物精炼时，会产生大量有毒的氯和氯化物(HCl、AlCl₃)气体，并散发出具有强烈刺激性的臭味，严重污染环境，损害人身健康，腐蚀厂房和设备；氯或氯化物还会与Al、Mg反应形成AlCl₃、MgCl₂等，使金属损耗增加。

随着低压铸造等工艺的发展，越来越多的铝硅合金采用锶、锑、钡、稀土等长效变质剂，更不允许使用氯或氯化物精炼，以免使变质失效。

近年来欧美各国广泛用氮(或氩)气进行精炼，已研制出各种高效喷雾装置；国内也有一些铝加工厂引进这些装置，不过设备复杂、投资大、操作也比较麻烦，维护费用高，目前主要用于连续生产；我国工业用氮气往往含有过多水分和氧气，很难去净，因而影响处理效果。目前中小型铝加工厂以及铸造车间生产仍使用氯化物或由熔剂厂生产的硝酸盐加碳粉等物制成的精炼剂，它受热后主要产生CO₂和部分N₂，同时还会产生NO₂等有害气体。

近来有色合金熔剂又有新的进展，如中国专利号为88100182.1名称为“铝合金无公害处理剂及配制方法”的熔剂，利用碳酸镁、硫酸钡与多种钠盐混合而成，受热后产生CO₂、SO₂、SO₃等气体起精炼作用。但CO₂是一种强氧化性气体，它能使Al、Mg氧化生成Al₂O₃、MgO和MgO·Al₂O₃，在气泡表面形成一层致密的氧化膜，阻碍合金液中的氢向气泡内扩散，虽然加入钠盐以破坏氧化膜，除气效率仍然不高，不得不加大精炼剂用量，一般用量达合金液重的0.5-0.9％；因此会形成大量熔渣，使金属损耗增大。

本发明的目的在于克服现有熔剂存在的缺点，提供一种不会使合金氧化；且除气效率高，用量少，金属损耗也小，熔炼效果好的高效熔剂，而且不污染环境，同时操作简便，成本低。

本发明的有色合金熔炼用熔剂的技术方案是：该熔炼熔剂中所包括的组份及重量百分比为：除气剂为5-50％；其余为清渣剂，或/和变质剂，或/和晶粒细化剂，为35-95％；其中组成的物质中：除气剂为含氮有机化合物；所述的清渣剂是碱金属盐类或/和碱土金属盐类：变质剂是钠、钾、磷、锶、钡、锑、稀土变质元素或它们的化合物；晶粒细化剂是钛、锆、硼、稀土元素或它们的化合物。

所述的含氮有机化合物是选自胺类化合物，或氰酸类化合物，或偶氮化合物；该类化合物可以是三聚氰胺C₃H₆N₅，或氰脲酸C₃H₃N₃O₃，或偶氮二甲酸钡C₂N₂O₄Ba。

制造本发明的有色合金熔炼用熔剂的方法，其步骤和工艺要求是：

1)含氮有机化合物在100℃-250℃烘于，不少于4小时，以除尽水分为准；2)其它盐类物质在200℃-600℃烘烤不少于4小时，以除尽水分为准；3)将烘干的物质粉碎、过筛，并按重量百分比要求进行称量；4)将称量好的物质置于有密闭盖的混料机中充分混合，以混合均匀为准；5)最好将混好的料于100℃-250℃烘干不少于4小时，以除尽水分为准；6)将混合料压制成块，并立即包装密封好。

本发明所述的有色合金熔剂的使用方法，其工艺步骤和要求是：1)将被处理的合金加热到熔点以上不超过200℃。2)将被处理合金液重量的0.1-0.5％的精炼块缓慢压入合金液中。3)在熔池底部各部分缓慢移动熔剂块，直到气泡反应终了为止。4)将上浮的熔剂块打散，均匀铺于合金液面。5)静置一段时间，以5-25分钟，然后按标准检查合金质量，略加搅拌，除去浮渣即可浇注。

对本发明的原理和效果说明如下：