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(huì)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)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(guò)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(guò)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(guò)程的需求，同時(shí)硅的實(shí)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(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)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(wèn)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(gè)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(dá)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(qǐng)通過(guò)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(jìn)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(kāi)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(dòng)，攪動(dòng)的速度以控制高純硅不浮出液面為準(zhǔn)；

3)待高純硅全部熔化后，進(jìn)行打渣；

5)加入鎂錠，繼續(xù)攪拌5±1min后，撈渣；

6)依次進(jìn)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(jiǎn)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(shí)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(hù)下進(jìn)行。

為了進(jìn)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(jìn)行打渣，打渣時(shí)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(jìn)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(jìn)行精煉脫氣，精煉時(shí)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(jìn)一步提高產(chǎn)品的純度和均勻性等性能，同時(shí)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(jìn)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(guò)流槽導(dǎo)入裝有30-40ppi氧化鋁陶瓷過(guò)濾器的過(guò)濾箱體內(nèi)，對(duì)合金液進(jìn)行在線過(guò)濾處理；再然后將經(jīng)過(guò)過(guò)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(guò)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(qǐng)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(guò)金相檢測(cè)，內(nèi)部清潔，不含任何未熔硅，同時(shí)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(jiǎn)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(shí)改善后期鑄件的綜合力學(xué)性能。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1所得產(chǎn)品高倍檢測(cè)放大50倍的檢測(cè)圖；

圖2為實(shí)施例1所得產(chǎn)品高倍檢測(cè)放大200倍的檢測(cè)圖；

圖3為實(shí)施例2所得產(chǎn)品高倍檢測(cè)放大50倍的檢測(cè)圖；

圖4為實(shí)施例2所得產(chǎn)品高倍檢測(cè)放大200倍的檢測(cè)圖。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)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(shí)施例。

實(shí)施例1

實(shí)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(kāi)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(dòng)，攪動(dòng)的速度以控制高純硅不浮出液面為準(zhǔn)；

3)待高純硅全部熔化后，用氬氣吹入打渣劑進(jìn)行打渣，打渣劑用量：3.2kg，打渣時(shí)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(jìn)行撈渣處理；

6)撈渣結(jié)束后，進(jìn)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(shí)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(guò)流槽導(dǎo)入裝有氧化鋁陶瓷過(guò)濾器的過(guò)濾箱體中，倒入過(guò)程中對(duì)流槽進(jìn)行保溫處理，通過(guò)過(guò)濾箱體內(nèi)的30ppi的氧化鋁陶瓷過(guò)濾器進(jìn)行在線過(guò)濾處理；再然后將過(guò)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(guò)顯微鏡高倍檢測(cè)：內(nèi)部清潔，不含未熔硅；通過(guò)測(cè)氫儀檢測(cè)：含氫量控制在0.2ml/100gAl；抗拉強(qiáng)度為120N/mm²，斷裂伸長(zhǎng)率大于30％。

實(shí)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(kāi)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(dòng)，攪動(dòng)的速度以控制高純硅不浮出液面為準(zhǔn)；

3)待高純硅全部熔化后，用氬氣吹入打渣劑進(jìn)行打渣，打渣劑用量：4kg，打渣時(shí)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(jìn)行撈渣處理；

6)撈渣結(jié)束后，進(jìn)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(shí)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(guò)流槽導(dǎo)入裝有氧化鋁陶瓷過(guò)濾器的過(guò)濾箱體中，倒入過(guò)程中對(duì)流槽進(jìn)行保溫處理，通過(guò)過(guò)濾箱體內(nèi)的:40ppi的氧化鋁陶瓷過(guò)濾器進(jìn)行在線過(guò)濾處理；再然后將過(guò)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(guò)顯微鏡高倍檢測(cè)：內(nèi)部清潔，不含未熔硅；通過(guò)測(cè)氫儀檢測(cè)：含氫量控制在0.2ml/100gAl；抗拉強(qiáng)度為118N/mm²，斷裂伸長(zhǎng)率大于30％。

實(shí)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(kāi)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(dòng)，攪動(dòng)的速度以控制高純硅不浮出液面為準(zhǔn)；

3)待高純硅全部熔化后，用氬氣吹入打渣劑進(jìn)行打渣，打渣劑用量：2.5kg，打渣時(shí)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(jìn)行撈渣處理；

6)撈渣結(jié)束后，進(jìn)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(shí)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(guò)流槽導(dǎo)入裝有氧化鋁陶瓷過(guò)濾器的過(guò)濾箱體中，倒入過(guò)程中對(duì)流槽進(jìn)行保溫處理，通過(guò)過(guò)濾箱體內(nèi)的30ppi的氧化鋁陶瓷過(guò)濾器進(jìn)行在線過(guò)濾處理；再然后將過(guò)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(guò)顯微鏡高倍檢測(cè)：內(nèi)部清潔，不含未熔硅；通過(guò)測(cè)氫儀檢測(cè)：含氫量控制在0.2ml/100gAl；抗拉強(qiáng)度為120N/mm²，斷裂伸長(zhǎng)率大于30％。