[发明专利]一种铝合金熔炼用硅添加剂及其制备方法

说明书

本发明一种铝合金熔炼用硅添加剂及其制备方法，属于金属材料加工技术领域。本发明解决了现有20mm以下的硅粒粉不能用于铝合金熔炼的问题。本发明利用粒径为20mm以下的硅粒粉，并使用液体果糖、木糖醇和葡萄糖作为粘合剂以及使用氟硅酸钾、氟铝酸钾、氯化钾、氟硅酸钠、无水氯化镁和氯化钠作为表面活性剂制备出铝合金熔炼用硅添加剂。本发明所使用的硅粒粉为20mm以下的废料，大大降低生产成本，且制备的硅添加剂相对于现有速溶硅的熔化速度更快，实收率更高。且相比于现有技术中使用的环氧树脂、聚酯、聚丙烯酸等作为粘合剂，本发明所使用的粘合剂原料可以有效减少制备铝合金过程中颗粒状挥发物的产生，更有利于环境保护。

技术领域

本发明涉及一种铝合金熔炼用硅添加剂及其制备方法，属于金属材料加工技术领域。

背景技术

在铝合金中，硅是最普遍使用的合金元素，是铝合金的一种强化元素，可在一定程度上提高铝合金的铸造性能和抗蚀性。在现有铝合金生产过程中硅的添加方式主要有以下四种：(1)直接加金属硅，具体工艺为在炉底铺入硅块，硅块上铺设铝锭，冲入铝水或点火升温使硅块熔化；(2)使用中间合金，具体工艺为铺入炉底点火升温熔化或直接加入铝水中均可；(3)吹入硅粉；(4)添加速熔硅，具体工艺为当炉内铝水温度达到720℃以上时直接撒入，静止等待速熔硅全部熔化为止。其中第1种和第4种是目前应用最为广泛的硅添加方式，所使用的金属硅及速熔硅的原料均为破碎后粒径为20mm-100mm的金属硅块，其生产工艺为电解金属硅锭经颚式破碎机破碎筛选后制得产品，但是20mm以下硅粒粉由于熔化慢或不溶化以及收得率低而成为废料。且现有技术中制备速熔硅的硅粒粉直径均为20-80mm范围内。因此，提供一种能够解决20mm以下的硅粒粉应用于铝合金熔炼的技术方法是十分必要的。

发明内容

本发明为了解决现有20mm以下的硅粒粉不能用于铝合金熔炼，导致20mm以下硅粒粉无法应用而成为废料的问题，提供一种铝合金熔炼用硅添加剂及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种铝合金熔炼用硅添加剂，硅添加剂的化学组成成分质量百分比为：3％-7％的粘合剂，2％-5％的表面活性剂，余量为硅粒粉。

进一步限定，硅粒粉的粒径为20mm以下。

更进一步限定，硅粒粉中粒径小于3mm的质量分数为不大于10％。

进一步限定，硅粒粉的牌号为553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501和1101中的一种或几种以任意比例混合。

进一步限定，粘合剂由体果糖、木糖醇、葡萄糖和水组成。

更进一步限定，粘合剂中果糖的质量分数为23％-25％，木糖醇的质量分数为1％-3％，葡萄糖的质量分数为1％-3％，余量为水。

进一步限定，表面活性剂由氟硅酸钾、氟铝酸钾、氯化钾、氟硅酸钠、无水氯化镁和氯化钠组成。

更进一步限定，表面活性剂中氟硅酸钾的质量分数为20％-24％，氟铝酸钾的质量分数为50％-54％，氯化钾的质量分数为9％-23％，氟硅酸钠的质量分数为3％-5％，无水氯化镁的质量分数为3％-5％，余量为氯化钠。

上述铝合金熔炼用硅添加剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)配置粘合剂：将果糖、木糖醇和葡萄糖溶解在水中，充分搅拌形成透明澄清液体；

(2)配置表面活性剂：将氟硅酸钾、氟铝酸钾、氯化钾、氟硅酸钠、无水氯化镁和氯化钠投入混合机中，以12r/min的速度混合10min，密封备用；

(3)将硅粒粉和步骤1配置的粘合剂投入混料机中，混和10min后粘合剂完全润湿硅粒粉，投入步骤2配置的表面活性剂，继续混合20min；