[发明专利]一种高洁净度铝硅中间合金及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝基中间合金领域，具体来讲，涉及一种高洁净度铝硅中间合金及其生产方法。

背景技术

随著高新技术的迅速发展，新兴行业的不断兴起，铝硅合金的需求量将以每年10％~15％的速度递增，市场前景极为广阔。目前，铝硅合金主要应用在汽车、轮船，火车内燃机车等工业领域，也可作为铸造铝硅合金和配制铝型材合金的中间合金使用。

目前，我国铝硅中间合金锭杂质元素化学成分执行GB/T8733-2000标准，其中杂质Fe含量大于0.15%、Cu含量大于0.1%、Zn含量大于0.1%、Mn含量大于0.05%等。然而在生产其他铝合金时，作为原料的铝硅中间合金对铝合金中杂质含量的影响大，尤其对于生产铝硅合金焊丝，焊丝标准和客户要求都有明确的杂质含量要求。因此，对使用的铝硅中间合金的要求也相应提高，高洁净度铝硅中间合金的杂质元素含量越低越好，尤其是其中杂质Fe的含量及气体杂质氢的含量。

目前，生产铝硅合金的方法有电热还原法和兑掺法。电热还原法生产铝硅合金是一种短流程的炼铝方法。它将电解法的平面反应变成立体反应。因此，它具有设备投资少、电能消耗少、生产成本低和使用低铝硅比矿物等一系列优点。电热还原法是世界公认的优于兑掺法的生产铸造铝硅合金的方法。然而，电热法无法生产出杂质含量低的高洁净度铝硅中间合金。

发明内容

本发明提供一种高洁净度的铝硅中间合金的生产方法，以满足对高洁净度铝硅中间合金的市场需求。

本发明提供的生产高洁净度铝硅中间合金的生产方法，包括以下步骤：用中频感应炉将高纯铝熔化形成熔池，然后向熔池中加入高纯硅，熔化完全后形成初级合金液，其中，高纯铝与高纯硅的配比按照Al：Si的重量比为（5~9）：（1~5）来确定；将初级合金液体倒入精炼炉，通过惰性气体或真空处理对初级合金液进行精炼以除气除渣，精炼完成后，得到目标合金液，其中，采用惰性气体的流量控制在10~30NL/min的范围内，惰性气体的压力控制在0.1~0.4MPa的范围内精炼时间控制在10~20min；采用真空处理，真空度控制在50~100Pa，精炼时间控制在10~15min的范围内；将目标合金液浇注，得到高洁净度铝硅中间合金产品。

在本发明的一个示例性实施例中，优选地，所述高纯铝选用Al 99.99以上等级牌号的高纯铝，所述高纯硅选用Si 99.99以上等级的冶金硅。

在本发明的一个示例性实施例中，优选地，所述高纯铝硅中间合金产品按重量百分比计含有10%~50%的硅，杂质Fe含量≤0.05%，杂质Cu含量≤0.05%，杂质Mn含量≤0.05%，杂质Zn含量≤0.05，其它单个杂质元素的含量均小于0.03%，其它杂质总含量≤0.15%，且杂质氢的含量≤5ppm。

在本发明的一个示例性实施例中，优选地，所述高纯铝与高纯硅的配比按照Al：Si的重量比为（6~8）：（2~4）来确定。

在本发明的一个示例性实施例中，优选地，所述惰性气体的流量控制在15~25NL/min的范围内，惰性气体的压力控制在0.2~0.3MPa的范围内，精炼时间控制在12~18min的范围内；所述真空处理，真空度控制在50~100Pa，精炼时间控制在12~14min的范围内。

本发明提供了一种高洁净度铝硅中间合金，该高洁净度铝硅中间合金通过上述方法生产。

本发明所生产的高纯铝硅合金可作为生产铝合金原料，特别适用于对铝合金中杂质含量要求极严的行业。

具体实施方式

下文将结合示例性实施例来说明本发明的高纯铝硅中间合金及其生产方法。

在本发明的一个示例性实施例中，高洁净度铝硅中间合金的生产方法通过以下方式来实现：选用4N以上等级高纯铝、4N以上等级的高纯硅为原料。通过中频炉先将原料铝熔化后，按照比例加入高纯硅，待全部熔化后，将合金液体倒入精炼炉，其中，采用惰性气体进行除气除渣，惰性气体流量控制在10~30NL/min，气体压力为0.1~0.4MPa，精炼时间控制在10~20min；采用真空处理，真空度控制在50~100Pa，精炼时间控制在10~15min。精炼温度控制在1000~1100℃之间，精炼后直接将合金液浇注成锭，整个生产过程严格控制以使合金液体避免与耐火材料以外的物体接触，从而能够避免引入杂质。生产的高洁净度铝硅中间合金硅含量在10%~50%之间，杂质元素均小于0.03%，其它杂质氢含量≤5ppm。

下面结合具体示例对本发明做进一步说明。

示例1