专利名称：铝合金复合精炼变质方法
技术领域：
本发明涉及一种铝合金精炼方法，特别是涉及一种铝合金复合精炼变质方法。
目前，在铝合金的复合精炼变质过程中，通常采用盐类作为精炼变质剂，变质效果的长效性和重熔性较差，一般只能维持几十分钟。变质后的合金液容易产生针孔和夹渣，影响铸件的机械性能。此外，这些变质剂往往还会导致严重的环境污染，甚至危及人体健康。长效变质剂锶的应用，使变质效果的长效性和重熔性都有了较大的改善，变质效果可延长至5小时，但却存在着变质后铸件氧化倾向大、形成针孔的倾向等问题。特别是其工艺难度大，处理不当反而会使合金性能恶化。
为解决这些问题，近年来，相继有人对稀土用于铝合金的复合精炼变质进行了研究。如中国科学院长春应化所研究的铝合金复合精变剂及其精变处理工艺。采用稀土族元素作为精变剂，不污染环境，但其应用时得先预热，制备工序繁杂，且变质效果仅维持4～6小时。
本发明目的就是提供一种无污染、长效性好、重熔性强的铝合金复合精炼变质方法。
本发明的另一个目的就是提供一种适用于铝合金复合精炼变质方法的无污染、长效稀土复合精炼变质剂。
本发明的任务是这样实现的A．将铝合金熔化成液体，扒去浮渣；B．加入稀土复合精炼变质剂搅拌，使稀土复合精炼变质剂在铝合金熔融液中充分熔解，稀土复合精炼变质剂的加入量为铝合金熔液的0.08～1.0％；C．用惰性气体作15～30分钟的吹炼搅拌；D．在720℃～760℃温度范围内进行镇静孕育，得净化、变质的铝合金熔液。
本发明的另一个任务是这样实现的采用La、Ce、Nd、Pr、Y和Al组成稀土复合精炼变质剂，其中Al的百分比为80～95％。这些稀土元素分别具有改变晶体生长特性、高电负性、表面活性、固氢性能好等特点，可以在铝合金熔液表面形成致密的保护膜，实现细化晶粒和净化、变质的长效性。
由于本发明采用了无污染的稀土作为复合精炼变质剂，以惰性气体吹炼搅拌强化变质剂的净化功能，并以镇静孕育稳定其变质效果，精炼净化效果能持续保持5～10小时；重熔性强，无污染；采用La、Ce、Nd、Pr、Y和Al组成稀土复合精炼变质剂，既可以在铝合金熔液表面形成致密的保护膜，实现铝合金熔液的净化，并能长期维持熔液净洁的效果，同时又能实现对硅晶体生长的变质效果，改善了铝合金熔液的冶金质量和性能；采用无毒的稀土作为复合精炼变质剂，在精炼变质过程中不会对环境造成任何污染，实现了绿色清洁化的生产过程；简化工序减少了处理过程中铝的烧损，降低了生产成本。
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例一将铝合金熔化成液体，扒去浮渣。加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al组成的稀土复合精炼变质剂，进行搅拌，使稀土复合精炼变质剂在铝合金熔融液中充分熔解。稀土复合精炼变质剂中Al的百分比为80～95％，稀土复合精炼变质剂的加入量为铝合金熔液的0.08～1.0％。然后，再用惰性气体作15～30分钟的吹炼搅拌。最后，在720℃～760℃温度范围内进行镇静孕育。即可得净化、变质的铝合金熔液。精炼净化效果能持续保持5～10小时，且在重熔后仍保持变质效果。
实施例二将A1Si12Cu铝合金熔化成液体，扒去浮渣。加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al组成的稀土复合精炼变质剂，进行充分搅拌。稀土复合精炼变质剂中Al的百分比为80～95％，稀土复合精炼变质剂的加入量为铝合金熔液的0.08～0.8％。然后，再用脱水的N2作15～30分钟的吹炼搅拌。最后，在720℃～760℃温度范围内进行镇静孕育。铝合金熔液的净化及变质效果可持续8小时以上，经压铸后废品率低于2％，铸件针孔度达1～2级。下表列出了采用各种变质剂精炼变质后AlSi12Cu的机械性能
实施例三将ZL101A铝合金熔化成液体，扒去浮渣。加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al组成的稀土复合精炼变质剂进行搅拌，加入量为铝合金熔液的0.08～1.0％。各元素百分表分别为La-3～10％、Ce-3～10％、Nd-1～5％、Pr-1～5％、Y-0～3％，Al-80～95％。当稀土复合精炼变质剂充分熔解在铝合金熔液中之后，再用脱水的Ar作15～30分钟的吹炼搅拌。最后，在720℃～760℃温度范围内进行镇静孕育，时间约30分钟左右。即可得净化、变质的铝合金熔液。铝合金熔液的变质效果可达10小时，二次重熔仍保持其变质效果。经低压铸造的铝轮毂针孔度达1级。经变质处理后的ZL101A轮毂，T4、T6机械性能均明显高于GB1173-86的标准值，详细数据如下
实施例四将ADCl2铝合金熔化成液体，扒去浮渣。加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al组成的稀土复合精炼变质剂，稀土复合精炼变质剂的加入量为铝合金熔液的0.1～0.5％。稀土复合精炼变质剂中各元素分别为La-3～10％、Ce-3～10％、Nd-1～5％、Pr-1～5％、Y-0～3％，Al—85～95％。进行搅拌，当稀土复合精炼变质剂充分熔解在铝合金熔融液中之后，再用脱水的Ar作20分钟的吹炼搅拌。最后，在720℃～760℃温度范围内进行镇静孕育，时间约40分钟左右。铝合金熔液的变质效果可达10小时，二次重熔仍保持其净化、变质效果。经对压铸生产的40吨材料进行检测，与采用钠盐作精炼变质剂的常规精炼变质方法处理的ADCl2铝合金相比，测试数据如下
权利要求
1．一种铝合金复合精炼变质方法，主要包括以下步骤A．将铝合金熔化成液体，扒去浮渣；B．加入稀土复合精炼变质剂搅拌，使稀土复合精炼变质剂在铝合金熔液中充分熔解，稀土复合精炼变质剂的加入量为铝合金熔液的0.08～1.0％；C．用惰性气体作15～30分钟的吹炼搅拌；D．在720℃～760℃温度范围内进行镇静孕育，得净化、变质的铝合金熔液。
2．根据权利要求1所述的铝合金复合精炼变质方法，其特征在于所述稀土复合精炼变质剂的加入量为铝合金熔液的0.1～0.5％。
3．根据权利要求1所述的铝合金复合精炼变质方法，其特征在于所述镇静孕育的时间不少于30分钟。
4．根据权利要求1所述的铝合金复合精炼变质方法，其特征在于所述的惰性气体为脱水的N2或Ar。
5．一种用于权利要求1所述铝合金复合精炼变质方法的稀土复合精炼变质剂，由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al组成，其中Al的百分比为80～95％。
6．根据权利要求5所述的稀土复合精炼变质剂，其特征在于所述的元素百分表分别为La-3～10％、Ce-3～10％、Nd-1～5％、Pr-1～5％、Y-0～3％、Al-85～95％。
全文摘要
本发明揭示了一种铝合金复合精炼变质方法。将铸造铝合金熔化成液体,扒去浮渣;加入由La、Ce、Nd、Pr、Y和Al组成的稀土复合精炼变质剂搅拌;然后,用惰性气体作15～30分钟的吹炼搅拌;最后,在720℃～760℃温度范围内进行镇静孕育。采用本发明方法精炼的铝合金,精炼净化效果能持续保持5～10小时,且在重熔后仍保持变质效果。无污染,同时又能实现对硅晶体的变质效果,改善了铝合金溶液的冶金质量和性能。
文档编号C22B9/10GK1305016SQ0110502
公开日2001年7月25日 申请日期2001年1月4日 优先权日2001年1月4日
发明者毛协民, 唐多光, 王晓秋, 程其明, 丁伟中, 何丹明 申请人:上海大学