[发明专利]一种含硝盐助熔剂的合金元素添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金生产技术领域，具体涉及一种含硝盐助熔剂的合金元素添加剂及其制备方法。

背景技术

铝合金是一种有色金属材料，在航空、航天、电子、汽车、冶金、机械制造等领域得到了广泛的应用，铝合金加入的一些其他金属元素，具有提高铝合金综合性能的作用。比如，在铝-锰系合金中，如3003合金，锰是主要强化元素，其含量为1.0～1.5wt％。在铝-铜合金系中，比如2618合金，含有较高的铁。因此，在铝合金的生产过程中，往往需要加入合金元素。目前，合金元素的添加主要通过中间合金或合金元素添加剂(简称添加剂)来进行。所谓添加剂就是将合金元素粉末和其它助熔剂混合后压成的块体。

美国专利US4564393公开了一种合金元素添加剂及其生产方法，得到铝合金熔铸工业界的大力欢迎。合金元素添加剂由金属粉末、助熔剂和粘结剂组成。金属粉末的含量一般为70％至85％，助熔剂的含量为15％至30％，粘结剂只需很少量，0.5～2.0％。加工过程为将各组分粉末均匀混合后，在高压下压成饼状。

目前，国内生产的锰剂，助熔剂主要是氟盐(如氟铝酸钾)或氟盐与氯盐(如氯化钾)的混合物。氟铝酸钾和氯化钾的混合物是一种常用的助熔剂。这种金属锰粉末-助熔剂组成的锰剂虽然有较好的熔化速度，但这些盐类助熔剂不是合金化过程中必须的添加物，最终变成废渣而扒出，增加了清渣量、耗费了能源、加大了储运等管理成本，使合金化成本增加。氟盐熔剂熔化时产生大量烟雾，影响环境，也影响操作工人的健康。

发明专利申请CN201510583700.2提出了一种合金元素添加剂，使用MgCl₂基熔合物粉末作为助熔剂。MgCl₂基熔合物粉末是一种环保高效精炼剂，精炼铝液体时不会产生黑烟，对环境和操作工人的健康的影响较小。该发明将合金元素和精炼剂有机结合，使合金元素添加剂既具有合金化的作用，又具有精炼效果，做到一剂多用，而且环保。但是，由于MgCl₂具有强烈的吸潮倾向，MgCl₂基熔合物粉末也有吸潮倾向。一旦错误地将严重吸潮的合金元素添加剂投入铝液中，可能会产生爆炸。这就给这种含有MgCl₂基熔合物粉末的合金元素添加剂的使用带来一定的安全隐患。另一方面，这种合金元素添加剂的熔化速度还有进一步提升的空间。所以，进一步深入研究这种合金元素添加剂，降低其吸潮性，提高其熔化速度具有实际意义。

硝酸盐常用作发热剂，在打渣剂中广泛使用。它们在高温时分解放出热量，使铝液的局部温度升高，有利于铝渣分离。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种含硝盐助熔剂的合金元素添加剂及其制备方法，该方法以含硝酸盐的MgCl₂基熔合物作为助熔剂，加入的硝酸盐进一步降低了MgCl₂基熔合物的熔点，降低了MgCl₂基熔合物的吸潮倾向，提高了铝液的局部温度，从而进一步提高了合金元素添加剂的熔化速度。合金元素和精炼剂有机结合，使合金元素添加剂既具有合金化的作用，又具有精炼效果，具有一剂多用的优点。

本发明的一种含硝盐助熔剂的合金元素添加剂，包括合金元素粉末和含硝盐助熔剂；所述的含硝盐助熔剂为含硝酸盐的MgCl₂基熔合物，包括硝酸盐、MgCl₂和其它氯化物，各个组分及其质量百分比为，硝酸盐：(0～45)％，但不包含0％，MgCl₂：(40～65)％，其它氯化物：(10～45)％，各个组分的质量百分数总和为100％；

所述的硝酸盐为NaNO₃或KNO₃中的一种或两种混合，当为两种混合时，混合比例为任意比；

所述的其它氯化物为KCl或NaCl中的一种或两种混合，当为两种混合时，混合比例为任意比。

所述的含硝盐助熔剂的合金元素添加剂，含有的组分及其质量百分比为：合金元素粉末：(70～90)％，含硝盐助熔剂：(10～30)％，组分的质量百分数总和为100％。

所述的含硝盐助熔剂的合金元素添加剂，还包括粘结剂，其质量百分比为(0～5)％，加入粘结剂的合金元素添加剂，三种组分的质量百分数总和为100％；所述的粘结剂为油脂、高级脂肪酸盐或石蜡中的一种或几种混合，当粘结剂为几种混合时，混合比例为任意比。

所述的合金元素粉末为Mn、Fe、Cr、Cu、Ti或Zr中的一种。