一種高能超聲制備鋁鈥中間合金的方法
【專利摘要】一種高能超聲制備鋁鈥中間合金的方法，它包括以下步驟：（1）把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將稀土鈥用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在765℃～785℃范圍內(nèi)保溫30～40分鐘，其中稀土鈥含量為占總重量的10%；（2）在上述合金熔體液面下10-15mm處施加間歇式高能超聲，超聲強度0.6kw/cm2～0.8kw/cm2；（3）超聲施加時間為8～15min，高能超聲每次施加時間30～50秒，間歇時間30～50秒；（4）然后將合金熔體降至700℃~710℃精煉除雜并進行澆注；本發(fā)明熔煉溫度較低，能有效避免稀土燒損，從而稀土含量穩(wěn)定，并降低能耗。而且工藝簡單、安全可靠，操作方便。
【專利說明】一種高能超聲制備鋁鈥中間合金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種稀土合金的制備方法，尤其涉及一種高能超聲制備鋁欽中間合金的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁稀土中間合金是一種高效的細(xì)化變質(zhì)劑，具有良好的細(xì)化變質(zhì)效果，廣泛用于鋁及其合金的細(xì)化變質(zhì)處理，可顯著細(xì)化合金組織，提高合金力學(xué)性能。在長期的研究中，人們不斷探索鋁-稀土中間合金的制備方法，目前制備稀土鋁合金的生產(chǎn)方法大致概括有以下兩種:(I)直接熔合法:是將稀土或混合稀土金屬按一定比例加入到高溫鋁液中，制得中間合金。其特點是操作方便，合金成分含量穩(wěn)定。缺點就是容易引起合金成分偏析，造成局部成分過濃、分散不均勻等缺陷；(2)熔鹽電解法:在電解爐內(nèi)，以氯化鉀、稀土氧化物和稀土氯化物等作為電解質(zhì)，在鋁液中電解制得鋁-稀土中間合金。在工業(yè)鋁電解槽中直接加入稀土化合物，通過電解制得鋁-稀土中間合金。但在電解過程中會產(chǎn)生有毒氣體，污染環(huán)境，危害人體健康。除此之外，合金成分難以控制，波動范圍較大。本發(fā)明是在直接熔合法的基礎(chǔ)上引入高能超聲處理，利用高能超聲的聲空化效應(yīng)和聲流效應(yīng)使制得的中間合金成分均勻，防止偏析。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供了一種高能超聲制備鋁欽中間合金的方法，它所得到的中間合金稀土含量穩(wěn)定，合金成分均勻，成本低和制備過程簡單的優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，一種高能超聲制備鋁欽中間合金的方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟:
(O首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將直徑為20-100um稀土欽顆?；蚍勰┯娩X箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在765°C~785°C范圍內(nèi)保溫30~40分鐘，其中稀土欽含量為占總重量的10%，其中稀土欽的純度為99.9% ；
(2)在上述合金熔體液面下10-15mm處施加間歇式高能超聲,超聲強度0.6kw/cm2~0.8kw/cm2 ；
(3)超聲施加時間為8~15min，高能超聲每次施加時間30~50秒，間歇時間30~50
秒；
(4)然后將合金熔體降至700°C~710°C精煉除雜并進行澆注；
所述稀土欽的純度為99.9%。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)效果是:本發(fā)明由于采用合金成分為共晶成分，所以熔煉溫度較低，能有效避免稀土燒損，從而稀土含量穩(wěn)定，并降低能耗。而且工藝簡單、安全可靠，操作方便，無有害氣體產(chǎn)生。采用高能超聲處理，保證合金成分均勻，減少偏析?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明制備的鋁欽中間合金顯微組織金相圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合實施例與附圖對本發(fā)明做具體闡述，
實施例1:首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將直徑為20-100um稀土欽顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，其中稀土欽的純度為99.9%，在765°C保溫30分鐘，其中稀土欽含量占總重量的10%。在上述合金熔體液面下IOmm處施加間歇式高能超聲，超聲強度為0.6kw/cm2,施加時間為8min,高能超聲每次施加時間30秒，間歇時間30秒,然后將合金熔體降至700°C精煉除雜并進行澆注。
[0009]實施例2:首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將稀土欽顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，其中稀土欽的純度為99.9%，在775°C保溫40分鐘，其中稀土欽含量占總重量的10%。在上述合金熔體液面下15mm處施加間歇式高能超聲，超聲強度為0.8kw/cm2，施加時間為12min，高能超聲每次施加時間40秒，間歇時間40秒，然后將合金熔體降至710°C精煉除雜并進行澆注。
[0010]實施例3:首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將稀土欽粉末用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，其中稀土欽的純度為99.9%，在785°C保溫40分鐘，其中稀土欽含量占總重量的10%。在上述合金熔體液面下15mm處施加間歇式高能超聲，超聲強度為0.8kw/cm2,施加時間為15min，高能超聲每次施加時間50秒，間歇時間50秒，然后將合金熔體降至710°C精煉除雜并進行澆注。
[0011]附圖1為實施例2所獲得的鋁欽中間合金組織中共晶組織的金相圖，通過附圖1可以看出，在實施例2條件下獲得的鋁欽中間合金組織中共晶組織分布的很均勻。超聲波導(dǎo)入合金熔體時，聲波的傳播將會出現(xiàn)許多非線性效應(yīng)，其中主要表現(xiàn)為空化和聲流效應(yīng)，空化和聲流所引發(fā)的力學(xué)效應(yīng)中的攪拌、分散、沖擊破壞和熱學(xué)效應(yīng)中整體加熱、邊界處的局部加熱作用，顯著改善欽在純鋁熔液中的潤濕性，使得經(jīng)過高能超聲處理的鋁欽中間合金中的欽能夠均勻的分散在鋁溶液中，消除成分偏析。采用間歇式高能超聲處理可有效的控制反應(yīng)速率，進一步使合金成分均勻，也可減少反應(yīng)過程中的氧化燒損。從而所制得的鋁欽中間合金成分穩(wěn)定，氧化夾雜以及成分偏析少。
[0012]綜上所述，也可從圖中看出，采用本發(fā)明得到的鋁欽中間合金的組織中共晶組織細(xì)小且分布均勻，而且工藝簡單、安全可靠，操作方便。
【權(quán)利要求】
1.一種高能超聲制備鋁欽中間合金的方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟:(1)首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將稀土欽顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在765°C~785°C范圍內(nèi)保溫30~40分鐘，其中稀土欽含量為占總重量的10% ； (2)在上述合金熔體液面下10-15mm處施加間歇式高能超聲,超聲強度0.6kw/cm2~0.8kw/cm2 ；(3)超聲施加時間為8~15min，高能超聲每次施加時間30~50秒，間歇時間30~50秒； (4)然后將合金熔體降至700°C~710°C精煉除雜并進行澆注。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用高能超聲制備鋁欽中間合金的方法，其特征在于所述稀土欽為顆粒狀或粉末狀。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用高能超聲制備鋁欽中間合金的方法，其特征在于所述稀土欽顆粒直徑為20-100um。
4.如權(quán)利要求1至3任一項所述的一種高能超聲制備鋁欽中間合金的方法，其特征在于所述的稀土欽的純度為99.9 %。
【文檔編號】C22C21/00GK103540805SQ201210246398
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月17日
【發(fā)明者】閆洪, 黃興, 阮先明, 胡志 申請人:南昌大學(xué)