專利名稱：一種用高能超聲制備鋁釤中間合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備鋁釤中間合金的方法，尤其涉及一種用高能超聲制備鋁釤中間合金的方法。
背景技術(shù)：
稀土在鋁合金及其它合金中多以微量元素加入，由于稀土元素具有很高的化學(xué)活性，且熔點(diǎn)較高，高溫下易氧化和燒損。為了提高鋁合金中稀土元素成分的精確性，使其能在較低的熔煉溫度的情況下溶入到鋁合金中，所以在鋁合金中稀土多以中間合金的形式加入。在長(zhǎng)期的研究中，人們不斷探索鋁_稀土中間合金的制備方法，目前制備稀土鋁合金的生產(chǎn)方法大致概括有以下兩種
直接熔合法是將稀土或混合稀土金屬按一定比例加入到高溫鋁液中，制得中間合金。 其特點(diǎn)是操作方便，合金成分含量穩(wěn)定。缺點(diǎn)就是容易引起合金成分偏析，造成局部成分過(guò)濃、分散不均勻等缺陷。熔鹽電解法在電解爐內(nèi)，以氯化鉀、稀土氧化物和稀土氯化物等作為電解質(zhì)，在鋁液中電解制得鋁-稀土中間合金。在工業(yè)鋁電解槽中直接加入稀土化合物，通過(guò)電解制得鋁-稀土中間合金。其優(yōu)點(diǎn)是電流效率高，工藝簡(jiǎn)單，稀土回收率高。但是在電解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，污染環(huán)境，危害人體健康。除此之外，合金成分難以控制，波動(dòng)范圍較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用高能超聲制備鋁釤中間合金的方法，采用本發(fā)明得到的鋁釤中間合金含量穩(wěn)定，能有效避免稀土燒損。本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% 細(xì)小塊狀稀土釤用鋁箔紙包裹，加入到上述純鋁熔體中，然后在720°C 750°C范圍內(nèi)保溫 20 30分鐘待其充分熔化，將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行超聲處理10 20分鐘，超聲功率為400W 800W ；再升溫到76(T780°C并保溫20 30分鐘，再超聲攪拌20 30分鐘，使共晶反應(yīng)更加均勻穩(wěn)定，然后73(T740°C保溫20min，精煉除雜，70(T720°C澆鑄，取樣。本發(fā)明的技術(shù)效果是采用本發(fā)明得到的鋁釤中間合金含量穩(wěn)定，能有效避免稀土燒損，減少氧化夾雜以及成分偏析等優(yōu)點(diǎn)，而且工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，操作方便。


圖1為本發(fā)明制備的Al-Sm中間合金顯微組織。
具體實(shí)施例方式Al-Sm中間合金
實(shí)施實(shí)例1 首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的細(xì)小塊狀稀土釤(Sm的純度為99. 9%)用鋁箔紙包裹，加入到上述純鋁熔體中，然后在720°C范圍內(nèi)保溫30 分鐘待其充分熔化。將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行超聲處理10分鐘，超聲功率為600W ；再升溫到760°C并保溫30分鐘，再超聲攪拌20分鐘，使共晶反應(yīng)更加均勻穩(wěn)定。然后730°C 保溫20min，在700°C下精煉除雜，澆鑄取樣。實(shí)施實(shí)例2 首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的細(xì)小塊狀稀土釤(Sm的純度為99. 9%)用鋁箔紙包裹，加入到上述純鋁熔體中，然后在740°C下保溫25 分鐘。將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行超聲處理15分鐘，超聲功率為600W ；再升溫到770°C 并保溫25分鐘，再超聲攪拌25分鐘，使共晶反應(yīng)更加均勻穩(wěn)定。然后740°C保溫20min，在 710°C下精煉除雜，澆鑄取樣。實(shí)施實(shí)例3 首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的細(xì)小塊狀稀土釤(Sm的純度為99. 9%)用鋁箔紙包裹，加入到上述純鋁熔體中，然后在750°C下保溫30 分鐘。將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行超聲處理10分鐘，超聲功率為600W ；再升溫到780°C 并保溫30分鐘，再超聲攪拌30分鐘，使共晶反應(yīng)更加均勻穩(wěn)定。然后740°C保溫20min，在 720°C下精煉除雜，澆鑄取樣。如圖1所示，在實(shí)施實(shí)例2條件下獲得的Al-Sm中間合金組織中共晶組織分布的很均勻，形狀也很圓整。超聲波導(dǎo)入合金熔體時(shí)，聲波的傳播將會(huì)出現(xiàn)許多非線性效應(yīng)，其中主要表現(xiàn)為空化和聲流效應(yīng)，空化和聲流所引發(fā)的力學(xué)效應(yīng)中的攪拌、分散、沖擊破壞和熱學(xué)效應(yīng)中整體加熱、邊界處的局部加熱作用，顯著改善釤在純鋁熔液中的潤(rùn)濕性，使得經(jīng)過(guò)高能超聲處理的鋁釤中間合金中的釤能夠均勻的分散在鋁溶液中，消除成分偏析，減少氧化夾雜。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中釤的加入是用鋁箔紙包裹好的，能夠有效的避免稀土的氧化和燒損。從而所制得的鋁釤中間合金成分穩(wěn)定，氧化夾雜以及成分偏析少。綜上所述，也可從圖中看出，采用本發(fā)明得到的Al-Sm中間合金的組織中共晶組織圓整且分布均勻，而且工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，操作方便。
權(quán)利要求
1. 一種用高能超聲制備鋁釤中間合金的方法，其特征是制備方法為首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%細(xì)小塊狀稀土釤用鋁箔紙包裹，加入到上述純鋁熔體中，然后在720°C 750°C范圍內(nèi)保溫20 30分鐘待其充分熔化，將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行超聲處理10 20分鐘，超聲功率為400W 800W ；再升溫到76(T780°C并保溫20 30分鐘，再超聲攪拌20 30分鐘，使共晶反應(yīng)更加均勻穩(wěn)定，然后73(T740°C保溫 20min,精煉除雜，70(T720°C澆鑄，取樣。
全文摘要
一種用高能超聲制備鋁釤中間合金的方法，制備方法為首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將細(xì)小塊狀稀土釤用鋁箔紙包裹，加入到上述純鋁熔體中，然后在720～750℃范圍內(nèi)保溫20～30分鐘待其充分熔化。將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行超聲處理10～20分鐘，超聲功率為400～800W。本發(fā)明的技術(shù)效果是采用本發(fā)明得到的鋁釤中間合金含量穩(wěn)定，能有效避免稀土燒損，減少氧化夾雜以及成分偏析等優(yōu)點(diǎn)，而且工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，操作方便。
文檔編號(hào)C22C1/02GK102220504SQ20111016249
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者胡小武, 胡志, 閆思聰, 閆洪, 饒遠(yuǎn)生 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)