一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高鎂鋁合金熔鑄的添加劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 純鋁質(zhì)軟，力學(xué)性能不高，不適宜制作承受較大載荷的結(jié)構(gòu)零件。然而向純鋁中加 入適量的合金元素，可制成強(qiáng)度較高的鋁合金。其中鎂元素對(duì)鋁有很明顯的強(qiáng)化作用，且合 金的強(qiáng)度在一定程度上隨鎂含量的增加而提高；鎂元素還可以顯著提高合金的焊接性能。 但在熔煉含有一定鎂元素的鋁合金時(shí)，鎂元素的加入極大降低合金的流動(dòng)性，嚴(yán)重影響其 他金屬元素如錳、鐵、硅等熔入鋁液的速度，給合金熔煉與澆鑄帶來困難難，造成合金元素 偏析、導(dǎo)成分難控制，故一般熔鑄該類合金時(shí)選擇最后添加鎂元素。
[0003] 但是，目前國(guó)內(nèi)很多鋁合金生產(chǎn)企業(yè)為降低熔煉成本，選擇廢料二次熔煉高鎂鋁 合金，此時(shí)錯(cuò)液初始鎂含量可達(dá)1. 0%以上。且錯(cuò)合金中鎂元素含量越高錯(cuò)合金液流動(dòng)性 越差，常規(guī)鐵添加劑已無法達(dá)到向鋁液中添加足夠鐵元素的目的，導(dǎo)致熔煉時(shí)間長(zhǎng)、溫度高 以及能源消耗大。因此開發(fā)出一種特定的高鎂鋁合金熔煉專用鐵添加劑具有較高的現(xiàn)實(shí)意 義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為了解決高鎂鋁合金熔煉時(shí)常規(guī)鐵添加劑熔化速度慢或不熔化、實(shí)收率 低；熔煉溫度高、時(shí)間長(zhǎng)以及能源消耗大的技術(shù)問題，從而提供一種用于高鎂鋁合金熔鑄的 鐵添加劑及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑按質(zhì)量份數(shù)由70~80份的鐵粉和 20~30份的助熔劑制成。
[0006] 本發(fā)明的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑的制備方法是按以下步驟進(jìn)行：
[0007] -、按質(zhì)量份數(shù)稱取70~80份的鐵粉和20~30份的助熔劑；
[0008] 二、將步驟一稱取的鐵粉和助熔劑混合均勻，然后在液壓強(qiáng)為6MPa~7. 5MPa的條 件下壓制成圓餅狀，得到用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑。
[0009] 本發(fā)明的用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0010] ⑴熔化溫度低，在725°c即可完全熔化，可減少燒損，降低汽泡率，減少枝晶偏析 和顯微裂紋等；
[0011] (2)熔化速度快，比目前采用的常規(guī)鐵添加劑熔化速度快50%以上；
[0012] (3)產(chǎn)品實(shí)收率高，將添加劑投入725°C以上鎂鋁合金液中，8~10分鐘內(nèi)添加劑 可迅速熔化并被鋁液吸收，20分鐘鐵元素實(shí)收率可達(dá)90%以上；
[0013] (4)容易獲得成份均勻而精準(zhǔn)的鋁合金。
[0014] 本發(fā)明包括以下有益效果：
[0015] 本發(fā)明的高鎂鋁合金熔鑄用鐵添加劑不僅能代替鋁鐵中間合金用于熔制高鎂鋁 合金，而且制造方法較為簡(jiǎn)單；具有可在較低的熔煉溫度下使用、縮短熔化時(shí)間、提高實(shí)收 率、節(jié)約能源、運(yùn)輸和儲(chǔ)存方便等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0016] 一：本實(shí)施方式的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑按質(zhì)量份數(shù) 由70~80份的鐵粉和20~30份的助熔劑制成。
[0017] 本實(shí)施方式的高鎂鋁合金熔鑄用鐵添加劑與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0018] (1)熔化溫度低，在725°C即可完全熔化，可減少燒損、降低汽泡率、減少枝晶偏析 和顯微裂紋等；
[0019] (2)熔化速度快，比目前采用的常規(guī)鐵添加劑熔化速度快50%以上；
[0020] (3)產(chǎn)品實(shí)收率高，將添加劑投入725°C以上鎂鋁合金液中，8-10分鐘內(nèi)添加劑可 迅速熔化并被鋁液吸收，20分鐘鐵元素實(shí)收率可達(dá)90%以上；
[0021] (4)容易獲得成份均勻而精準(zhǔn)的高鎂鋁合金。
【具體實(shí)施方式】 [0022] 二：本實(shí)施方式與一不同的是：所述的鐵粉中鐵元素 的質(zhì)量百分含量不小于99%。其他步驟及參數(shù)與一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0023] 三：本實(shí)施方式與一或二不同的是：所述的鐵粉中鐵 元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 1%。其他步驟及參數(shù)與一或二相同。
【具體實(shí)施方式】 [0024] 四：本實(shí)施方式與一至三之一不同的是：所述的鐵粉 的平均粒度為250ym~500ym。其他步驟及參數(shù)與一至三之一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0025] 五：本實(shí)施方式與一至四之一不同的是：所述的助熔 劑的平均粒度為250ym~500ym。其他步驟及參數(shù)與一至四之一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0026] 六：本實(shí)施方式的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑的制備方法 是按以下步驟進(jìn)行：
[0027] -、按質(zhì)量份數(shù)稱取70~80份的鐵粉和20~30份的助熔劑；
[0028] 二、將步驟一稱取的鐵粉和助熔劑混合均勻，然后在液壓強(qiáng)為6MPa~7. 5MPa的條 件下壓制成圓餅狀，得到用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑。
[0029] 本實(shí)施方式包括以下有益效果：
[0030] 本實(shí)施方式的鎂鋁合金鐵添加劑不僅能代替鋁鐵中間合金用于熔制高鎂鋁合金， 而且制造方法較為簡(jiǎn)單；具有可在較低的熔煉溫度下使用、縮短熔化時(shí)間、提高實(shí)收率、節(jié) 約能源、運(yùn)輸和儲(chǔ)存方便等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】 [0031] 七：本實(shí)施方式與六不同的是：步驟一中按質(zhì)量份數(shù) 稱取75份的鐵粉和25份的助熔劑。其他步驟及參數(shù)與六相同。
【具體實(shí)施方式】 [0032] 八：本實(shí)施方式與六或七不同的是：步驟一中所述的 鐵粉中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于99%。其他步驟及參數(shù)與六或七相同。
【具體實(shí)施方式】 [0033] 九：本實(shí)施方式與六至八之一不同的是：步驟一中所 述的鐵粉中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 1%。其他步驟及參數(shù)與六至八之一相 同。
【具體實(shí)施方式】 [0034] 十：本實(shí)施方式與六至九之一不同的是：步驟一中所 述的鐵粉的平均粒度為250ym~500ym。其他步驟及參數(shù)與六至九之一相 同。
【具體實(shí)施方式】 [0035] 十一：本實(shí)施方式與六至十之一不同的是：步驟一中 所述的助熔劑為鐵助溶劑或六氟鋁酸鉀。其他步驟及參數(shù)與六至十之一相 同。
【具體實(shí)施方式】 [0036] 十二：本實(shí)施方式與六至十一之一不同的是：步驟一 中所述的助熔劑的平均粒度為250ym~500ym。其他步驟及參數(shù)與六至 i之一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0037] 十三：本實(shí)施方式與六至十二之一不同的是步驟二中 在液壓強(qiáng)為6. 5MPa~7. 5MPa的條件下壓制成圓餅狀。其他步驟及參數(shù)與六 至十二之一相同。
[0038] 通過以下試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果：
[0039] 試驗(yàn)一：本試驗(yàn)的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑的制備方法按以下步驟實(shí) 現(xiàn)的：
[0040] 一、按質(zhì)量份數(shù)稱取75份的鐵粉和25份的助熔劑；
[0041] 二、將步驟一所述的鐵粉和助熔劑混合均勻，然后在液壓強(qiáng)為7. 5MPa的條件下壓 制成圓餅狀，得到用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑。
[0042] 步驟一中所述的鐵粉中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 1%。
[0043] 步驟一中所述的鐵粉的平均粒度為270ym。
[0044] 步驟一中所述的鐵助恪劑為六氟鋁酸鉀，平均粒度為250ym。
[0045] 對(duì)本試驗(yàn)制備的用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑的熔化速度和實(shí)收率進(jìn)行驗(yàn) 證：
[0046]( -）試驗(yàn)一的鐵添加劑與現(xiàn)有鐵添加劑在鎂質(zhì)量含量為3%的環(huán)境下熔化速度 的比較試驗(yàn)，過程如下：
[0047] 將250g的試驗(yàn)一的鐵添加劑與250g的現(xiàn)有鐵添加劑投入19. 3公斤溫度為725°C 的鋁水中，觀察并記錄其熔化速度，得到如表1所示的試驗(yàn)一的鐵添加劑與現(xiàn)有鐵添加劑 熔化速度的對(duì)比數(shù)據(jù)，從表1可以看出，8min內(nèi)試驗(yàn)一的鐵添加劑可全部熔化。
[0048] 表1試驗(yàn)一的鐵添加劑與現(xiàn)有鐵添加劑熔化速度的對(duì)比數(shù)據(jù)
[0050] (二）試驗(yàn)一的鐵添加劑與現(xiàn)有鐵添加劑在鎂質(zhì)量含量為1. 5%環(huán)境下熔化速度 的比較試驗(yàn)，過程如下：
[0051] 將500g的試驗(yàn)一的鐵添加劑與500g的現(xiàn)有鐵添加劑投入21. 6公斤溫度為727°C 的鋁水中，觀察并記錄其熔化速度，得到如表2所示的試驗(yàn)一的鐵添加劑與現(xiàn)有鐵添加劑 熔化速度的對(duì)比數(shù)據(jù)，從表2可以看出，lOmin內(nèi)試驗(yàn)一的鐵添加劑可全部熔化。
[0052] 表2試驗(yàn)一的鐵添加劑與現(xiàn)有鐵添加劑熔化速度的對(duì)比數(shù)據(jù)
[0054](三）試驗(yàn)一的鐵添加劑實(shí)收率的檢測(cè)試驗(yàn)，檢測(cè)兩次，試驗(yàn)參數(shù)及結(jié)果見表3和 表4。
[0055] 表3試驗(yàn)一的鐵添加劑實(shí)收率
[0057] 表4試驗(yàn)一的鐵添加劑實(shí)收率
[0058]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑，其特征在于用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑 按質(zhì)量份數(shù)由70~80份的鐵粉和20~30份的助熔劑制成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑，其特征在于所述的鐵 粉中鐵元素的質(zhì)量百分含量不小于99%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑，其特征在于所述的鐵 粉中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 1%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑，其特征在于所述的鐵 粉的平均粒度為250 y m~500 y m。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑，其特征在于所述的助 熔劑的平均粒度為250 y m~500 y m。6. -種用于高鎂鋁合金熔鑄用鐵添加劑的制備方法，其特征在于用于高鎂鋁合金熔鑄 的鐵添加劑的制備方法是按以下步驟進(jìn)行： 一、 按質(zhì)量份數(shù)稱取70~80份的鐵粉和20~30份的助熔劑； 二、 將步驟一稱取的鐵粉和助熔劑混合均勻，然后在液壓強(qiáng)為6MPa~7. 5MPa的條件下 壓制成圓餅狀，得到用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑的制備方法，其特征在 于步驟一中按質(zhì)量份數(shù)稱取75份的鐵粉和25份的助熔劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑的制備方法，其特征在 于步驟一中所述的鐵粉的平均粒度為250 ym~500 ym。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑的制備方法，其特征在 于步驟一中所述的助熔劑為鐵助熔劑或六氟鋁酸鉀。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑的制備方法，其特征 在于步驟二中在液壓強(qiáng)為6. 5MPa~7. 5MPa的條件下壓制成圓餅狀。
【專利摘要】一種用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑及其制備方法，涉及一種高鎂鋁合金熔鑄用添加劑及其制備方法。本發(fā)明是為了解決高鎂鋁合金熔煉時(shí)常規(guī)鐵添加劑熔化速度慢或不熔化、實(shí)收率低；熔煉溫度高、時(shí)間長(zhǎng)以及能源消耗大的技術(shù)問題。本發(fā)明的鐵添加劑由鐵粉和助熔劑制成。方法為：一、稱取鐵粉和助熔劑；二、將步驟一稱取的鐵粉和助熔劑混合均勻，然后在液壓強(qiáng)為6MPa～7.5MPa的條件下壓制成圓餅狀，得到用于高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑。本發(fā)明的高鎂鋁合金熔鑄的鐵添加劑制造方法較為簡(jiǎn)單，具有可在較低的熔煉溫度下使用、縮短熔化時(shí)間、提高實(shí)收率、節(jié)約能源、運(yùn)輸和儲(chǔ)存方便等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明應(yīng)用于高鎂鋁合金熔鑄用添加劑的制備領(lǐng)域。
【IPC分類】B22D27/20, C22C21/06, C22C1/03, C22C1/06
【公開號(hào)】CN104962768
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510423847
【發(fā)明人】張忠凱, 王春陽, 張春宇, 張忠華, 張建國(guó), 張忠坤, 王麒宇, 張曉曼玉, 張偲玉, 李昀昊, 王佳璇, 孫佳琪, 張荊碩, 李洲, 陳睿, 唐芳
【申請(qǐng)人】哈爾濱東盛金屬材料有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月17日