[发明专利]一种铝合金除钙剂及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金熔炼领域，具体涉及一种铝合金除钙剂及其制备和使用方法。

背景技术

钙在铝中的溶解度极低，常以Al₄Ca化合物形式存在。当钙含量较高时，铝合金的流动性下降，容易吸气产生显微针孔和缩松，导致废品率上升使材料的力学性能下降。因此如何降低铝合金中的钙是一个普遍关注的问题。

现有技术中，为了除钙，通常使用含氯精炼剂，但是这种精炼剂在使用中会放出大量的氯气，污染环境。国外报道，采用Al-C中间合金可以除钙，但成本过高，未能推广应用。在此基础上，CN102011023A公开了一种用于除钙的无氯精炼剂，其特征是含有铝、镍、硼、碳、氟，以AlF₃、Ni-Si-B中间合金以及碳粉为原料配制成除钙剂，实现了氟化除钙与硼碳除钙的联合除钙，可以使钙含量降至20ppm，并且没有磷变质“中毒”的危险。但是，该除钙剂制备工艺复杂，成本较高。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种低成本、使用中没有氯气放出、除钙效果稳定的除钙剂及其制备和使用方法。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种铝合金除钙剂，包括如下质量份的各组分：磷酸钠60-80份，熔盐20-40份。

进一步地，所述铝合金除钙剂，优选包括以下质量份的各组分：磷酸钠65-75份，熔盐25-35份。

进一步地，所述铝合金除钙剂，优选包括以下质量份的各组分：磷酸钠70份，熔盐30份。

进一步地，所述磷酸钠为工业用十二水磷酸钠(Na₃PO₄.12H₂O)。

进一步地，所述熔盐是氯化镁、氯化钾和氯化钠的混合物，混合物中氯化镁、氯化钾、氯化钠的质量比为1:1:8。

一种铝合金除钙剂的制备方法，包括以下步骤：

S1，制备熔盐：将氯化镁、氯化钠与氯化钾按质量比1:1:8混合，混合均匀后，加热至410-500℃，使混合物熔化，得到液态的熔盐；

S2，加入磷酸钠：将要求质量的磷酸钠分批加入液态的熔盐中，在加热条件下边添加边搅拌，直至温度达到700-800℃，将磷酸钠全部加入并熔化至呈液态；

S3，均匀化：对步骤S2得到的液体进行搅拌，并在700-800℃下保温5-10min后，得到熔融态的除钙剂。

进一步地，将熔融态的除钙剂浇注至模具内，冷却凝固后得到固态除钙剂，密闭包装待用。

一种铝合金除钙剂的使用方法，包括以下步骤：

取温度为700-800℃的熔融态除钙剂，按照铝合金液质量0.5-2.5％的比例倒入铝合金熔炼炉中，搅拌均匀，在700-750℃下保温5-10min，完成除钙。

一种铝合金除钙剂的使用方法，包括以下步骤：

取密闭包装的固态除钙剂预热至200-300℃，按照铝合金液质量0.5-2.5％的比例倒入铝合金熔炼炉中，搅拌均匀，在720-780℃下保温10-15min，完成除钙。

一种铝合金除钙剂的使用方法，包括以下步骤：

取密闭包装的固态除钙剂粉碎成50-150目的粉末，预热至200-300℃，按照铝合金液质量0.5-2.5％的比例倒入或采用喷粉设备喷入铝合金熔炼炉中，搅拌均匀，在700-750℃下保温2-10min，完成除钙。

与现有技术相比，本发明具备以下优点：

(1)操作环境友好：由于本发明所述除钙剂中只有40％以下的熔盐，且其气化和分解温度高于铝合金熔体温度，使用中没有氯气放出，杜绝了氯气污染；

(2)使用方法灵活：本发明所述除钙剂可以在铝合金生产企业炉前现配现用，也可以由专门的熔剂生产企业配制好后向铝合金熔铸企业批量供货；

(3)除钙效率高：在加入量为铝合金液质量的0.5％时，可以将铝合金中钙含量由0.015％降至0.002％以下；

(4)适用范围广：本发明所述除钙剂不会造成磷变质中毒，也不会削弱钠变质，可以用于各种变质的铝合金；在除钙的同时，也有精炼作用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施方式用于解释本发明，但不用来限制本发明的保护范围。