专利名称：一种铝合金焊丝原材料熔体的净化方法及其专用熔剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属熔体的净化方法，具体涉及一种铝合金焊丝原材料熔体的 等离子净化方法及其专用熔剂。
背景技术：
随着铝合金在汽车工业、航空航天工业等其他领域的应用日益广泛，对铝合金 质量及使用要求愈来愈高。铝合金在熔炼过程中，熔体中存在的气体、各种夹杂物及其 他金属杂质往往使铸锭产生气泡、气孔、疏松、裂纹、白斑等缺陷，对铸锭的加工性能 及制品强度、塑性、抗蚀性和外观品质都有显著影响，由原材料铸锭中的气体与夹杂产 生的缺陷对铝合金焊丝的使用性能有着非常大的影响，而且是后续无法消除的。熔体净 化技术是基于物理化学原理和相应的工艺措施，除掉液态金属中的气体、夹杂物和有害 元素，以便获得纯净金属熔体的工艺方法。铝合金熔体净化技术是一种从源头消除有害 缺陷的方法，是保证铝合金材料冶金质量的关键技术，是学术界和企业界广泛关注的问 题。发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种可有效除杂去氢的铝合金焊丝原 材料熔体的净化方法，减少气与杂产生的缺陷对铸锭质量的危害。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种铝合金焊丝原材料熔体净化的专 用熔剂。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为一种铝合金焊丝原材料 熔体的净化方法，其特征在于采用等离子设备进行净化处理，将等离子发生器在非冷 却状态下浸入铝合金焊丝原材料熔体中，点火使其产生等离子射流，高温等离子射流注 入铝合金焊丝原材料熔体后，产生大量气泡，通过气泡和铝合金焊丝原材料熔体界面的 压力差，将铝合金焊丝原材料熔体中的氢吸入气泡中，同时铝合金焊丝原材料熔体中的 夹杂物也吸附在气泡表面，随着气泡浮出液面除去。
作为改进，所述铝合金焊丝原材料熔体在达到净化处理温度后，在等离子净化 处理前，在其表面均勻撒上熔体质量0.2 0.5%的专用熔剂，20分钟后进行等离子净化处理。
作为改进，所述等离子设备包括电源、移动台车、气体供应装置、控制柜、气 体反应系统、升降机构、熔剂称量器、等离子发生器和真空室，净化处理时，先接通电 源，调整起弧电压75 85V，调整点火电流450-480A，点火后将真空室下移到铝合金焊 丝原材料熔体内，真空室下端距坩埚底部S^K)mm，接通真空泵，提升铝合金焊丝原材料 熔体到真空室内，在真空度达到设定值后打开氩气阀，调整压力至0.2MPa，流量控制范 围 7 9L/min。
再改进，所述净化处理温度为710 750°C，净化处理时间为6 8min。
最后，所述净化处理结束后，关闭真空泵，待铝合金焊丝原材料熔体退出真空 室后，提出真空室，静置12 16min。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为一种铝合金焊丝原材料 熔体的专用熔剂，其特征在于该熔剂的各原料质量百分比为
NaCl 20% 40%，
KCl 20% 40%，
MgCl2 20% 40%，
NaF 20% 30%，
将上述原料称量后装入陶瓷坩埚容器内，放入加热器中，并500士 10°C烘干 3.9 4.1小时；将烘干后的原料统一倒入容器充分搅拌，均勻混合放入干燥皿即可。
与现有技术相比，本发明的优点在于采用熔剂与等离子设备相结合的方法进 行净化处理，一方面熔剂可以隔绝熔体与空气的接触，并与熔体产生一系列的物理化学 反应，防止熔体吸气，降低熔体与夹杂间的粘附作用；另一方面等离子发生器提供的高 温等离子射流注入铝合金焊丝原材料熔体后，产生大量弥散分布的气泡，将溶于铝合金 焊丝原材料熔体中的氢不断吸入气泡中，浮出液面。同时，降低粘附作用的夹杂能够自 动吸附在气泡表面，从而被带出液面。因此，本发明的净化方法可以有效的除杂去氢， 达到熔体净化的最佳效果。
图1为等离子设备的结构原理图号说明，1、电源，2、移动台车，3、气体供应装置，4、控制柜，5、升降机 构，7、等离子发生器，6、真空室，具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1:对5356焊丝原材料熔体进行净化处理，将焊丝原材料按比例配好烘 干，依照填料顺序将原材料放入炉中熔化，在铝合金焊丝原材料熔化过程中，通过移动 台车将关闭的等离子净化装置放置在炉旁，以备使用，等离子净化装置是采用乌克兰国 家科学院的PFP-I型产品。待炉内的铝合金焊丝原材料熔体充分熔化达到净化处理温度 730°C后通过单项熔剂选择称量器按比例称取熔剂(25%NaCl、25% KCK 30% MgCl2> 20% NaF)如0.3%，均勻撒入铝合金焊丝原材料熔体，并覆盖整个熔体表面。此时接通 等离子净化装置电源，通过控制柜、升降机构将等离子发生器和真空室置于熔体上方加 热，待熔剂撒入20分钟后调整起弧电压至85V，调整点火电流至480A(此时电压会降至 22V左右)，点火后将真空室下移到铝合金焊丝原材料熔体内，真空室下端距坩埚底部约 ^K)mm。接通真空泵，提升铝合金焊丝原材料熔体到真空室内，在真空度达到设定值后 打开氩气阀，调整压力至0.2MPa，流量控制范围8L/min。开始净化处理，等离子发生 器提供的高温等离子射流注入铝合金焊丝原材料熔体后，产生大量弥散分布的气泡，将 溶于铝合金焊丝原材料熔体中的氢不断吸入气泡中，浮出液面。同时，熔剂隔绝熔体与 空气的接触，防止熔体吸气，降低熔体与夹杂间的粘附作用，促使夹杂能够自动吸附在气泡表面，从而被带出液面。净化处理Smin后，关闭真空泵，待铝合金焊丝原材料熔体 退出真空室后，提出真空室，静置15min后浇铸。
实施例2:对5356焊丝原材料熔体进行净化处理，将焊丝原材料按比例配好烘 干，依照填料顺序将原材料放入炉中熔化，在铝合金焊丝原材料熔化过程中，通过移动 台车将关闭的等离子净化装置放置在炉旁，以备使用。待炉内的铝合金焊丝原材料熔 体充分熔化达到净化处理温度725°C后通过单项熔剂选择称量器按比例称取熔剂(30% NaCK 30% KCK 20% MgCl2> 20% NaF)如0.4%，均勻撒入铝合金焊丝原材料熔体， 并覆盖整个熔体表面。此时接通等离子净化装置电源，通过控制柜、升降机构将等离子 发生器和真空室置于熔体上方加热，待熔剂撒入20分钟后调整起弧电压至85V，调整点 火电流至480A(此时电压会降至22V左右)，点火后将真空室下移到铝合金焊丝原材料 熔体内，真空室下端距坩埚底部约^K)mm。接通真空泵，提升铝合金焊丝原材料熔体到 真空室内，在真空度达到设定值后打开氩气阀，调整压力至0.2MPa，流量控制范围9L/ min。开始净化处理，等离子发生器提供的高温等离子射流注入铝合金焊丝原材料熔体 后，产生大量弥散分布的气泡，将溶于铝合金焊丝原材料熔体中的氢不断吸入气泡中， 浮出液面。同时，熔剂隔绝熔体与空气的接触，防止熔体吸气，降低熔体与夹杂间的粘 附作用，促使夹杂能够自动吸附在气泡表面，从而被带出液面。净化处理6min后，关闭 真空泵，待铝合金焊丝原材料熔体退出真空室后，提出真空室，静置12min后浇铸。
5356焊丝原材料熔体净化，在南方潮湿环境下，处理前氢含量为0.3ml 0.4ml/ (IOOgAl)，通过其他方法处理后氢含量可以达到0.2ml/(100gAl)左右，采用等离子、熔 剂复合净化技术处理后氢含量可以达到0.1ml/(100gAl)左右，减少了铸锭缺陷，提高铸 锭质量，提高了各项综合性能，达到了熔体净化的最佳效果。
权利要求
1.一种铝合金焊丝原材料熔体的净化方法，其特征在于采用等离子设备进行净化 处理，将等离子发生器在非冷却状态下浸入铝合金焊丝原材料熔体中，点火使其产生等 离子射流，高温等离子射流注入铝合金焊丝原材料熔体后，产生大量气泡，通过气泡和 铝合金焊丝原材料熔体界面的压力差，将铝合金焊丝原材料熔体中的氢吸入气泡中，同 时铝合金焊丝原材料熔体中的夹杂物也吸附在气泡表面，随着气泡浮出液面除去。
2.根据权利要求1所述的净化方法，其特征在于所述铝合金焊丝原材料熔体在达到净 化处理温度后，在等离子净化处理前，在其表面均勻撒上熔体质量0.2 0.5%的专用熔 剂，20分钟后进行等离子净化处理。
3.根据权利要求1所述的净化方法，其特征在于所述等离子设备包括电源、移动台 车、气体供应装置、控制柜、气体反应系统、升降机构、熔剂称量器、等离子发生器和 真空室，净化处理时，先接通电源，调整起弧电压75 85V，调整点火电流450-480A， 点火后将真空室下移到铝合金焊丝原材料熔体内，真空室下端距坩埚底部5290mm，接通 真空泵，提升铝合金焊丝原材料熔体到真空室内，在真空度达到设定值后打开氩气阀， 调整压力至0.2MPa，流量控制范围7 9L/min。
4.根据权利要求1所述的净化方法，其特征在于所述净化处理温度为710 750°C， 净化处理时间为6 8min。
5.根据权利要求3所述的净化方法，其特征在于所述净化处理结束后，关闭真空泵， 待铝合金焊丝原材料熔体退出真空室后，提出真空室，静置12 16min。
6.一种铝合金焊丝原材料熔体的专用熔剂，其特征在于该熔剂的各原料质量百分比为NaCl20%--40%,KCl20%-,40%,MgCl220%- 40%,NaF20%-一 30%,将上述原料称量后装入陶瓷坩埚容器内，放入加热器中，并500士 10°C烘干3.9 4.1 小时；将烘干后的原料统一倒入容器充分搅拌，均勻混合放入干燥皿即可。
全文摘要
本发明公开一种铝合金焊丝原材料熔体的净化方法，其特征在于采用等离子设备进行净化处理，将等离子发生器在非冷却状态下浸入铝合金焊丝原材料熔体中，点火使其产生等离子射流，高温等离子射流注入铝合金焊丝原材料熔体后，产生大量气泡，通过气泡和铝合金焊丝原材料熔体界面的压力差，将铝合金焊丝原材料熔体中的氢吸入气泡中，同时铝合金焊丝原材料熔体中的夹杂物也吸附在气泡表面，随着气泡浮出液面除去，本发明还公开了专用熔剂，采用本发明的净化方法可以有效的除杂去氢。
文档编号C22C21/00GK102021353SQ20101058987
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者乔丽, 任政, 刘玲霞, 周古昕, 宋建民, 王有祁, 王生 申请人:中国兵器工业第五二研究所