一種高純鋁鉻中間合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高純鋁鉻中間合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉻的原子序數(shù)為51，熔點1875°C，20°C密度7. 19g/cm3。鉻是脆性金屬，不能單獨 作為金屬材料，但與鐵、鋁、銅等組成合金后，則成為具有耐熱性、熱強性、耐磨性及特殊性 能的工程材料。
[0003] 在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系等鋁合金中常添加鉻元素。鉻在鋁中與Fe、 Mn等形成金屬間化合物，阻礙再結(jié)晶的形核和長大過程，對合金有一定的強化作用，還能改 善合金韌性和降低應(yīng)力腐蝕和開裂敏感性。但由于金屬鉻熔點高、密度大，為了降低鋁合金 生產(chǎn)配料過程中熔化溫度、縮短熔煉時間，同時獲得化學(xué)成分精確和元素分布均勻的鋁合 金材料，常將金屬鉻制備成鋁鉻中間合金作為金屬元素添加原料進行生產(chǎn)使用。
[0004] 高純鋁合金要求雜質(zhì)元素越低越好。但若用目前公布的鋁鉻中間合金生產(chǎn)方法生 產(chǎn)的鋁鉻中間合金進行生產(chǎn)往往導(dǎo)致整爐報廢的后果，鋁鉻中間合金中雜質(zhì)元素含量雖然 可滿足HB5371-87《鋁基中間合金錠》或GB/T27677-2011《鋁中間合金》標準要求，但顯 然無法滿足高純鋁合金的生產(chǎn)要求。因此，需要生產(chǎn)出一種雜質(zhì)含量元素極低的高純鋁鉻 中間合金，用作高純鋁合金生產(chǎn)過程的鉻元素添加原料。
[0005] 專利號CN102965527A《采用鉻肩制備鋁鉻中間合金的方法》：采用鉻肩制備鋁鉻 中間合金的方法，其特征在于采用鉻肩制備鋁鉻中間合金的方法是通過下列步驟實現(xiàn)：一、 依照化學(xué)式AlCrn，n為1 <n< 20,按化學(xué)計量比稱取鋁錠條和Cr肩，向熔煉爐中沿著 爐壁排列鋁錠條，將熔煉爐功率調(diào)至80-200kW熔化鋁錠條，待鋁錠條全部熔化后，在鋁液 表面均勻撒上預(yù)熱處理后的覆蓋劑，升溫至900-9KTC，向熔煉爐中均勻加入所需Cr肩的 1/3-1/2,然后停爐以10-40cm/s的速度攪拌4-5分鐘；二、熔煉爐升溫至900-9KTC，保溫 8-10分鐘，均勻加入剩余的Cr肩，停爐以10-40cm/s的速度攪拌4-5分鐘，除渣后升溫至 900-910°C，保溫20-30分鐘后扒渣，然后澆注成錠得到鋁鉻中間合金；其中步驟一與步驟 二所述的Cr肩為（0? 01 ~10)X(0? 01 ~1. 5)X(0? 01 ~0? 4)mm或（1. 2 ~30)X(0? 4 ~ 2. 3)X(0? 4 ~0? 9)mm或（1. 6 ~42)X(0? 7 ~3. 3)X(0? 9 ~1. 5)mm的片肩；步驟一所述 的預(yù)熱處理后的覆蓋劑是按重量比將42-48%的KC1，37-43%的NaCl，5. 7-6. 6%的Na3AlF6， 4. 2-4. 4% 的CaF2,Na2SiF6彡 0? 5%，MgCl2彡 0? 5% 和BaCl2彡 0? 5% 混合，在 120-180°C溫度 下干燥至覆蓋劑中H20的質(zhì)量含量在0. 5%以下。
[0006] 專利號CN101514417《一種錯絡(luò)中間合金及其制備方法》：本發(fā)明公開了一種錯 鉻中間合金及其制備方法，由主料和輔料制成，主料為原鋁液、金屬鉻；輔料為精煉劑、覆蓋 劑；其特征是：按重量百分比計合金組成：金屬鉻鉻含量為99. 98-99. 99% ;原鋁液硅含量 為0.01-0. 1%，鐵含量為0.001-0. 12%鋁含量99. 97-99. 99%。合金和原鋁液的投入量（以 10T爐計算）：原鋁液8T-9T，金屬鉻0. 2T-0. 3T，精煉劑、覆蓋劑適量。
[0007] 專利號CN102212723A《一種鉻鋁中間合金材料的制備方法》:本發(fā)明公開了一種鉻 鋁中間合金材料的制備方法，按以下步驟制備：步驟一、取三氧化二鉻粉、鋁合金粉、硝酸鈉 混料按重量比例100:38至42:8至10均勻得混合料；步驟二、先在反應(yīng)爐中按混合料重量 的5%放入混合料，再加入鋁合金粉1公斤至3公斤和硝酸鈉0. 3公斤至0. 9公斤，混合均 勻，用鎂絲引發(fā)反應(yīng)，然后將混合料均勻加入反應(yīng)爐內(nèi)反應(yīng)直至反應(yīng)不冒煙；步驟三、將含 有按混合料重量2%至4%鋁棒的剛玉陶瓷管插入反應(yīng)爐，攪拌至鋁棒熔入合金體，抽出陶瓷 管；步驟四、拆開反應(yīng)爐，使合金體完全暴露于空氣中，再冷卻到常溫。
[0008]上述方法生產(chǎn)的鋁鉻中間合金雜質(zhì)元素含量過高，無法滿足高純鋁合金生產(chǎn)的質(zhì) 量要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種合金雜質(zhì)元素含量均低 于0. 03%、主元素含量4. 8-5. 2%的高純鋁鉻中間合金； 本發(fā)明的另一目的是提供上述的高純鋁鉻中間合金制備方法，解決了現(xiàn)有鋁鉻中間合 金由于雜質(zhì)元素含量高無法滿足高純鋁合金生產(chǎn)要求的問題。
[0010] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來具體實現(xiàn)： 一種高純鋁鉻中間合金，各原料組分按重量份計：高純鋁錠1000份、鉻劑68-74份、精 煉劑2-4份。
[0011] 優(yōu)選的，所述高純鋁鉻中間合金化學(xué)成分滿足下表要求：
[0012] 作為優(yōu)選方案，上述的高純鋁鉻中間合金，各原料組分按重量份計：高純鋁錠 1000份、鉻劑71份、精煉劑3份。
[0013] 進一步優(yōu)選的，所述精煉劑包括如下重量份的化學(xué)成分： 鉀21-26份、鈉16-23份、氯34-45份、氟9-14份。
[0014]更進一步的，所述精煉劑包括如下重量份的化學(xué)成分： 鉀24份、鈉21份、氯41份、氟11份。
[0015]更進一步優(yōu)選的，所述鉻劑中鉻含量75±3%，質(zhì)量滿足YS/T492-2005《鋁及鋁合 金成分添加劑》標準中對含鉻75%鉻劑的要求；所述高純鋁錠中鋁含量A199. 99%以上，質(zhì) 量滿足GB/T8644-2000《重熔用精鋁錠》標準中對鋁含量A199. 99%以上高純鋁的要求；所 述精煉劑中水分質(zhì)量分數(shù)< 〇. 5%。
[0016]上述的高純鋁鉻中間合金的制備方法，采用鋁錠熔化一升溫一加鉻劑一攪拌一去 浮渣一精煉一扒渣一靜置一取樣一澆鑄的工序完成。
[0017] 優(yōu)選的，具體工藝步驟及工藝參數(shù)如下： 將高純鋁錠在中頻感應(yīng)爐中熔化，升溫至750-800 °C后，按比例量加入鉻劑，攪拌 5-15min，之后將表面浮渣去除；然后通過噴粉精煉機，以高純氬氣為載體，將精煉劑均勻 移動噴入熔體中，進行精煉、除氣除渣，精煉時間為5-15min，然后將表面渣去除，升溫至 730-780°C，靜置5分鐘后取樣并進行澆鑄得到高純鋁鉻中間合金。
[0018] 進一步