[发明专利]5xxx系铝合金熔体净化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于5xxx系铝合金熔炼用熔体净化剂及其制备方法。该净化剂为质量分数为5.0～10.0％的碘酸铯与纯铝制备而成的线型熔体净化剂。制备该铝基复合材料净化剂的方法包括配料‑研磨‑烘干‑熔炼‑浇铸‑挤压。本发明具有覆盖隔绝、除氢除渣、细化晶粒等多种功能，综合性能优于传统熔体净化剂。该净化剂利用碘酸铯与熔体间的物理化学作用，在熔体生成稳定细密的气泡，快速吸附熔体中的气体与夹杂，上浮至熔体表面排出。夹杂物在熔体表面起到覆盖隔绝的作用，阻止熔体的吸气现象，起到去氢除杂、覆盖隔绝的作用。该净化剂使用简单，应用范围广，去氢除杂效率高，铸件质量好，可广泛应用于各种5xxx合金的熔炼和净化工序。

技术领域

本发明涉及5xxx系铝合金熔体净化，属于铝合金加工技术领域。

背景技术

5xxx系铝合金是以镁为主要添加元素的铝合金，因此又称镁铝合金，具有优良的耐蚀性能、优异的气密性、比强度高、密度小、可回收、导热性好、防电磁辐射、可薄壁成型等诸多优点，被广泛运用于各行各业中，目前行业中常用的5系铝合金牌号有5005、5050、5A06、5652等。然而5系铝合金在生产制造过程中易产生缺陷，尤其在铸造过程中，易产生气泡、气孔、夹杂、疏松、裂纹等缺陷，严重影响制品质量。因此，5系铝合金熔体净化技术成为行业关注重点。

5系铝合金在熔炼过程中产生的杂质主要为各种气体夹杂与氧化夹杂物，这些杂质使铝合金铸锭产生气孔、疏松、气泡、白斑等缺陷。其中气体夹杂主要为氢夹杂，其次为氮气、氧气、一氧化碳等气体夹杂(含量占比低于20％)。5系铝合金中氢夹杂的危害最大，虽然氢在铝合金中的溶解度相对较低，但是氢在熔体中与在固相中的溶解度差距过大(氢在铝合金熔体中的溶解度是固相中的1.91倍)。因此，在5系铝合金熔体冷却凝固过程中，氢会大量逸出，在铸件内部富集，形成气泡、针孔、白点等缺陷，造成铸件局部地区的应力集中现象，严重降低合金的性能，甚至会导致氢致开裂现象，使制品失效，对生命财产安全造成严重威胁。5系铝合金的各种氧化物夹杂主要为熔炼与浇铸时铝、镁与氧产生的氧化铝、氧化镁夹杂以及一些二氧化硅等固体夹杂。值得注意的是，铝合金中氧化物夹杂与气体夹杂存在着很强的交互作用，氢含量相同的情况下，氢致针孔率与氧化物夹杂含量存在着正相关的关系。这说明，铝合金熔体净化过程中，去除氧化物夹杂与除氢同样重要。

目前，5系铝合金常用熔体净化方法有吹气法、过滤法、熔剂法、非吸附净化法等。熔剂法的工作原理是利用熔剂与熔体间的一系列物理化学作用进行除气除杂，具有操作简单、成本低廉、除气除杂效率高、对于设备要求低、使用方便等优点。然而现有的熔体净化剂存在如下共同的缺点：应用范围窄、功能单一。在实际应用中，大多需要多种熔剂共同配合使用，才能达到净化的目的，而且由于添加过多种类的熔剂，向熔体内引入了其他杂质，损害熔体洁净度。针对当前5系铝合金熔体净化剂存在的缺点，本专利研发了一种新型的含碘酸铯(CsIO₃)的供5系铝合金熔炼所使用的熔体净化剂。该净化剂创新性地采用了碘酸铯用于熔体净化，集覆盖保护、除氢除杂与晶粒细化等多种功能于一身，使用方便、操作简单、除杂效率高。

发明内容

针对当前5系铝合金熔体净化剂存在的缺点，本发明提供一种新型的含碘酸铯(CsIO₃)的用于5xxx系铝合金熔炼所使的熔体净化剂及其制备方法。该净化剂为含碘酸铯(CsIO₃)质量分数5.0％～10.0％，其余为纯铝(Al)的铝基复合线材。该净化剂创新性地采用了碘酸铯用于熔体净化，具有覆盖保护、除氢除杂与细化晶粒等多种功能，操作简单、使用方便，大幅提高除氢除杂效率。

为实现上述发明目的，采用以下技术方案实现：一种用于5xxx系铝合金熔炼的碘酸铯熔体净化剂，各组分的质量分数比为：5～10％碘酸铯，余量(90～95％)的纯铝；物理性状为：直径5mm～20mm的线材。

优选的，所述碘酸铯为分析纯(AR)纯度的碘酸铯。

优选的，所述纯铝为纯度为99.99％的纯铝锭。

本发明还将提供上述净化剂的制备方法，包括以下步骤：