本發(fā)明涉及一種高純鋁硅中間合金及其生產(chǎn)方法，屬于合金領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展，市場對鋁合金制品的冶金組織、成份及性能提出了更高的要求，鋁加工業(yè)需要生產(chǎn)出冶金質(zhì)量合格、成份均勻和性能優(yōu)良的鋁合金制品。

傳統(tǒng)工藝在生產(chǎn)鋁硅中間合金的生產(chǎn)方法為待鋁熔化后直接加入硅，這些元素在熔化過程中，極易氧化，造成大量的雜質(zhì)元素帶入合金內(nèi)，很難在合金中去除，造成合金內(nèi)部夾渣，導(dǎo)致雜質(zhì)存在被合金帶入到后期的生產(chǎn)過程中去，大大削弱了鋁硅中間合金的使用效果，不能滿足不斷發(fā)展的高精密，高品質(zhì)的合金材料鑄造過程的需求，同時硅的實際吸收率極低，大大提高了生產(chǎn)成本。且現(xiàn)有的鋁硅中間合金的力學(xué)性能也有待進一步提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中鋁硅中間合金雜質(zhì)含量高、硅吸收率低、力學(xué)性能差等缺陷，本發(fā)明提供一種高純鋁硅中間合金及其生產(chǎn)方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種高純鋁硅中間合金，由如下組分組成：硅10-50％，0.08％≤Mg≤0.3％，雜質(zhì)Fe≤0.3％，雜質(zhì)Cu≤0.02％，雜質(zhì)Zn≤0.02％，雜質(zhì)Mn≤0.03％，其它雜質(zhì)總和≤0.15％，余量的鋁；其中，其它雜質(zhì)中，單個雜質(zhì)元素含量均小于0.03％，所述百分比為質(zhì)量百分比。

高純鋁硅中間合金雜質(zhì)含量底，不含未熔硅，硅的吸收率達到了100％，且力學(xué)性能也有了非常顯著的提升。

為了保證所得產(chǎn)品的純度、均勻性及力學(xué)性能，上述高純鋁硅中間合金的原料包括：純度不小于99.7％的鋁錠、純度不小于99.98％的高純硅、純度不小于99.9％的鎂錠和氟硅酸鈉，其中，鋁錠、高純硅、氟硅酸鈉和鎂錠的質(zhì)量比為100：(98-102)：(1-3)：(0.1-0.3)，所述百分比為質(zhì)量百分比。

制備所有工具為熔化爐和攪拌工具。

本申請通過添加特定比例的鎂和氟硅酸鈉使所得鑄件的均勻性和綜合力學(xué)性能有了非常顯著的提升。

為了進一步提高所得產(chǎn)品的純度、均勻性等性能，上述高純鋁硅中間合金的的制備方法，包括順序相接的如下步驟：

1)先在爐底均勻鋪一層鋁錠，所鋪鋁錠質(zhì)量為鋁錠總質(zhì)量的20-30％；然后將高純硅均勻鋪在鋁錠上；再然后將余量的鋁錠均勻鋪在高純硅上，最后加入氟硅酸鈉，開熔化；

2)當(dāng)鋁錠全部熔化后，在溫度為760±20℃下，用攪拌工具在爐底攪動，攪動的速度以控制高純硅不浮出液面為準；

3)待高純硅全部熔化后，進行打渣；

5)加入鎂錠，繼續(xù)攪拌5±1min后，撈渣；

6)依次進行精煉脫氣和撈渣后，澆鑄成型，即得高純鋁硅中間合金。

上述步驟6)中精煉脫氣后需將合金液表面浮渣扒干凈。

上述工藝流程簡單可行，雜質(zhì)元素含量極低，有效避免了金屬燒損，從而保證合金內(nèi)部清潔度，降低氧化雜質(zhì)，同時改善后期鑄件的綜合力學(xué)性能。

上述制備方法中各步優(yōu)選在氬氣的保護下進行。

為了進一步提高所得產(chǎn)品的純度、均勻性等性能，步驟3)中打渣為：用氬氣將打渣劑吹入合金液中進行打渣，打渣時間：10-20分鐘，打渣劑用量為每噸高純鋁硅中間合金2.5-4kg。

為了進一步提高所得產(chǎn)品的純度、均勻性和力學(xué)性能等，步驟6)中，精煉脫氣為：將精煉劑用氬氣吹入合金液中進行精煉脫氣，精煉時間為20-25分鐘，氬氣壓力為0.1-0.3Mpa，精煉劑的用量為每噸高純鋁硅中間合金2-4公斤。

為了更進一步提高產(chǎn)品的純度和均勻性等性能，同時保證力學(xué)性能，打渣劑為氯化鉀、氯化鈉和硝酸鈣質(zhì)量比為1：(40-45)：(0.2-0.3)的混合物。精煉劑為氯化鉀、硝酸鎂、氯化鈉和硝酸鈣質(zhì)量比為(5-15)：(10-15)：(1-3)：(0.2-0.3)的混合物。

為了進一步提高所得產(chǎn)品的純度、均勻性和力學(xué)性能等，步驟6)中，精煉結(jié)束后，將合金液表面浮渣扒干凈；然后將合金液在800±10℃的狀態(tài)下通過流槽導(dǎo)入裝有30-40ppi氧化鋁陶瓷過濾器的過濾箱體內(nèi)，對合金液進行在線過濾處理；再然后將經(jīng)過過濾處理的合金液溫度降至740-760℃，再次清除表面浮渣后澆鑄成型，即得高純鋁硅中間合金。

本發(fā)明通過全新的制造工藝，制造出高清潔度、低雜質(zhì)的鋁硅中間合金，能有效地使鋁硅中間合金的合金化更加均勻，并使鋁硅中間合金內(nèi)部基體更加的清潔，大幅度減少氧化物及其他夾雜物。

本申請的百分比為質(zhì)量百分比。

本發(fā)明未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。

本發(fā)明高純鋁硅中間合金清潔度高、均勻化好，不含任何未熔硅，通過金相檢測，內(nèi)部清潔，不含任何未熔硅，同時含氫量可控制在0.2-0.3ml/100gAl，可更好的滿足后期鑄造的使用要求；本發(fā)明制備方法可備高清潔鋁硅中間合金，工藝簡單,有效避免了高純硅的燒損，提高了合金內(nèi)部的清潔度和均勻性,減少了合金雜質(zhì)及氧化物，同時改善后期鑄件的綜合力學(xué)性能。

附圖說明

圖1為實施例1所得產(chǎn)品高倍檢測放大50倍的檢測圖；

圖2為實施例1所得產(chǎn)品高倍檢測放大200倍的檢測圖；

圖3為實施例2所得產(chǎn)品高倍檢測放大50倍的檢測圖；

圖4為實施例2所得產(chǎn)品高倍檢測放大200倍的檢測圖。

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。

實施例1

實施案例1：高純鋁硅中間合金(AlSi50)的制造

原料：500kg99.7％鋁錠、500kg99.98％高純硅、10kg氟硅酸鈉、1.5kg99.9％純鎂；

具體包括順序相接的如下步驟：

1)先在爐底均勻鋪一層鋁錠，所鋪鋁錠質(zhì)量為鋁錠總質(zhì)量的25％；然后將高純硅均勻鋪在鋁錠上；再然后將余量的鋁錠均勻鋪在高純硅上，最后加入氟硅酸鈉，開熔化；

2)當(dāng)鋁錠全部熔化后，在溫度為760±10℃下，用攪拌工具在爐底攪動，攪動的速度以控制高純硅不浮出液面為準；

3)待高純硅全部熔化后，用氬氣吹入打渣劑進行打渣，打渣劑用量：3.2kg，打渣時間為：15分鐘，打渣劑為氯化鉀、氯化鈉和硝酸鈣質(zhì)量比為1：42：0.2的混合物；

5)打渣結(jié)束后加入鎂錠，繼續(xù)攪拌5min后，進行撈渣處理；

6)撈渣結(jié)束后，進行脫氣精煉：精煉劑用量：3kg，使用氬氣將精煉劑吹入合金液中，氬氣壓力控制在0.2Mpa，精煉時間為：22分鐘，精煉劑為氯化鉀、硝酸鎂、氯化鈉和硝酸鈣質(zhì)量比為10：12：2：0.2的混合物；精煉結(jié)束后清理液面浮渣，然后將清理干凈的合金液在800℃的狀態(tài)下經(jīng)過流槽導(dǎo)入裝有氧化鋁陶瓷過濾器的過濾箱體中，倒入過程中對流槽進行保溫處理，通過過濾箱體內(nèi)的30ppi的氧化鋁陶瓷過濾器進行在線過濾處理；再然后將過濾后的合金液溫度降至750℃，再次清除表面浮渣后澆鑄成型。得到成分合格，合金中含雜含氣低的鋁硅50中間合金；通過顯微鏡高倍檢測：內(nèi)部清潔，不含未熔硅；通過測氫儀檢測：含氫量控制在0.2ml/100gAl；抗拉強度為120N/mm²，斷裂伸長率大于30％。

實施例2

高純鋁硅中間合金的制造

原料：500kg99.7％鋁錠、510kg99.98％高純硅、15kg氟硅酸鈉、1kg99.9％純鎂；

具體包括順序相接的如下步驟：

1)先在爐底均勻鋪一層鋁錠，所鋪鋁錠質(zhì)量為鋁錠總質(zhì)量的25％；然后將高純硅均勻鋪在鋁錠上；再然后將余量的鋁錠均勻鋪在高純硅上，最后加入氟硅酸鈉，開熔化；

2)當(dāng)鋁錠全部熔化后，在溫度為760±10℃下，用攪拌工具在爐底攪動，攪動的速度以控制高純硅不浮出液面為準；

3)待高純硅全部熔化后，用氬氣吹入打渣劑進行打渣，打渣劑用量：4kg，打渣時間為：20分鐘，打渣劑為氯化鉀、氯化鈉和硝酸鈣質(zhì)量比為1：45：0.3的混合物；

5)打渣結(jié)束后加入鎂錠，繼續(xù)攪拌5min后，進行撈渣處理；

6)撈渣結(jié)束后，進行脫氣精煉：精煉劑用量：4kg，使用氬氣將精煉劑吹入合金液中，氬氣壓力控制在0.3Mpa，精煉時間為：25分鐘，精煉劑為氯化鉀、硝酸鎂、氯化鈉和硝酸鈣質(zhì)量比為15：15：3：0.2的混合物；精煉結(jié)束后清理液面浮渣，然后將清理干凈的合金液在800℃的狀態(tài)下經(jīng)過流槽導(dǎo)入裝有氧化鋁陶瓷過濾器的過濾箱體中，倒入過程中對流槽進行保溫處理，通過過濾箱體內(nèi)的:40ppi的氧化鋁陶瓷過濾器進行在線過濾處理；再然后將過濾后的合金液溫度降至750℃，再次清除表面浮渣后澆鑄成型。得到成分合格。通過顯微鏡高倍檢測：內(nèi)部清潔，不含未熔硅；通過測氫儀檢測：含氫量控制在0.2ml/100gAl；抗拉強度為118N/mm²，斷裂伸長率大于30％。

實施例3

高純鋁硅中間合金的制造

原料：500kg99.7％鋁錠、490kg99.98％高純硅、5kg氟硅酸鈉、0.5kg99.9％純鎂；

具體包括順序相接的如下步驟：

1)先在爐底均勻鋪一層鋁錠，所鋪鋁錠質(zhì)量為鋁錠總質(zhì)量的25％；然后將高純硅均勻鋪在鋁錠上；再然后將余量的鋁錠均勻鋪在高純硅上，最后加入氟硅酸鈉，開熔化；

2)當(dāng)鋁錠全部熔化后，在溫度為760±10℃下，用攪拌工具在爐底攪動，攪動的速度以控制高純硅不浮出液面為準；

3)待高純硅全部熔化后，用氬氣吹入打渣劑進行打渣，打渣劑用量：2.5kg，打渣時間為：10分鐘，打渣劑為氯化鉀、氯化鈉和硝酸鈣質(zhì)量比為1：40：0.2的混合物；

5)打渣結(jié)束后加入鎂錠，繼續(xù)攪拌5min后，進行撈渣處理；

6)撈渣結(jié)束后，進行脫氣精煉：精煉劑用量：4kg，使用氬氣將精煉劑吹入合金液中，氬氣壓力控制在0.1Mpa，精煉時間為：20分鐘，精煉劑為氯化鉀、硝酸鎂、氯化鈉和硝酸鈣質(zhì)量比為5：10：1：0.2的混合物；精煉結(jié)束后清理液面浮渣，然后將清理干凈的合金液在800℃的狀態(tài)下經(jīng)過流槽導(dǎo)入裝有氧化鋁陶瓷過濾器的過濾箱體中，倒入過程中對流槽進行保溫處理，通過過濾箱體內(nèi)的30ppi的氧化鋁陶瓷過濾器進行在線過濾處理；再然后將過濾后的合金液溫度降至750℃，再次清除表面浮渣后澆鑄成型。得到成分合格。通過顯微鏡高倍檢測：內(nèi)部清潔，不含未熔硅；通過測氫儀檢測：含氫量控制在0.2ml/100gAl；抗拉強度為120N/mm²，斷裂伸長率大于30％。