[发明专利]用于去除铝合金中硅元素的渣料

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属材料技术领域的去除杂质的渣料，具体是一种用于去除铝合金中硅元素的渣料。

背景技术

由于铝合金具有密度小、比强度高、耐蚀性和成型性好、成本低等一系列优点，因此广泛用于交通运输、电子、桥梁、装饰等行业，用途用量居有色金属材料之冠。而随着铝合金应用的不断扩展，对其纯净度的要求越来越高。硅在大多数变形铝合金中是主要的杂质元素，主要由配制变形铝合金的原材料(原铝等)引入，另外，在铝合金熔炼过程中与耐火材料的接触也会造成硅的污染。而这些引入到变形铝合金体系中的硅元素常与杂质铁元素及其他合金元素生成AlFeMnSi、Mg₂Si以及(Fe₂Cr)₃SiAl₁₂等一些硬脆相。这些与α-Al有着不同的弹性模量、膨胀系数的硬脆相，在受力情形下经常发生脆断，成为材料裂纹源，显著降低加工制品的塑性、变形能力、疲劳寿命和断裂韧性。目前，工业上主要通过偏析法或三层液法来生产纯度较高的精铝和高纯铝，该方法虽然能去除原铝中的硅，但同时也会去除其他大部分微量元素，并且生产效率低，成本高。

对现有技术文献进行检索发现：

日本学者Nagao，M等发表了《Removal of impurity silicon from moltenaluminum alloy with compound method》(Journal of Japan Institute of LightMetals(Japan).Vol.46，no.11，pp.588～591.Nov.1996)，文中做了如下阐述：通过在硅浓度分别为5％和10％的铝熔体中加入3％的Ca元素能形成Ca₂Si和CaSi₂Al₂化合物，过滤去除含硅化合物可达到净化目的，去除效率大概可达到50％左右。但是该方法只适用于原始硅浓度很高的铝熔体，对于原始硅浓度低于1wt％的铝熔体，添加Ca元素很难形成含硅的化合物；

中国发明专利申请公开文件CN101086042A(公开日：2007.12.12)公开了一种铝合金中杂质元素硅的去除方法，该方法具体为：通过在铝合金熔体中加入含钛物质，反应生成Ti(Al_1-xSi_x)₃或钛硅化合物捕获固溶铝合金熔体中的硅元素，然后通过净化工艺去除富硅化合物，达到去除杂质元素硅的目的。该方法可有效去除铝熔体中杂质硅元素，但由于Ti元素在铝熔体中存在一定溶解度，因此会在净化处理后熔体中引入Ti元素，较小范围内改变合金成分。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于去除铝合金中硅元素的渣料。利用本发明的渣料进行电渣精炼，可有效去除铝合金中低浓度的杂质元素硅，且不会造成合金元素含量的变化或带来其他有害杂质。

本发明是通过以下技术方案实现的，

本发明的渣料为下列组合物中的一种：

5～30％MgF₂+30～40％KCl+30～60％MgCl₂，

5～30％MgF₂+30～40％KCl+30～60％NaCl，

100％Na₃AlF₆，

10～30％Na₃AlF₆+30～40％KCl+30～60％NaCl，

10～30％Na₃AlF₆+30～40％KCl+30～60％MgCl₂，

5～30％CaF₂+30～40％KCl+30～60％CaCl₂，

和5～30％CaF₂+30～40％KCl+30～60％NaCl；

所述组合物中的百分数均为重量百分数。

本发明将铝合金浇注成自耗电极棒，所述渣料的重量为自耗电极棒重量的5～15％。将自耗电极棒放入电渣炉内，加入所述渣料中的一种，进行电渣重熔；熔炼完成后，切断电源，冷却，得到铝合金。

利用本发明的方法，在铝合金(自耗电极)熔化后，铝熔体中的杂质硅元素与电渣液中的熔剂发生物理化学反应生成SiF₄气体溢出，从而达到净化铝合金中杂质硅元素的目的。