【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種高致密鋁錳合金及其制備方法，屬于鋁錳合金。
技術介紹
1、鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。隨著國民經濟的發展及世界經濟一體化進程的推進，其生產量和消耗量大幅增長。
2、鋁錳合金作為鋁合金的其中一種，具有優異的耐腐蝕性能，可制造汽車零部件、飛機結構件、電力設備、輸電線路、船舶零部件、建筑材料、化工設備。
3、當鋁錳合金在用于制作配重部件等時，需要較高的密度。
4、由于氫氣能大量溶解于鋁或鋁合金中，所以在鋁合金液澆鑄的凝固過程中由于氫氣的析出而產生氣隙，也就是通常說的針孔。且合金液在高溫下易產生氧化夾渣，針孔的產生不僅減少了鑄件的實際截面積，而且是裂紋源，會嚴重影響鋁合金鑄件的機械性能。因此，鋁錳合金在制備過程中，澆注前要進行精煉，以保證合金液在非常純凈的狀態下澆入鑄型，這樣才能確保產品具有良好的機械性能和氣密性能。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種高致密鋁錳合金及其制備方法，本專利技術高致密鋁錳合金，具有較高致密性和密度，同時具有較高的強度和硬度，可用作配重部件等的制備。
2、為解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案如下：
3、一種高致密鋁錳合金，化學成分按重量百分數計包括：mn:9-55％，sr：0.5-1％，c：0.2-0.5％，si≤0.20％，fe≤0.25％，cu≤0.10％，b≤0.01％，pb≤0.02％，sn
4、上述高致密鋁錳合金中，除鋁、錳、鍶、碳外，其余均為雜質。
5、本申請高致密鋁錳合金，具有較高致密性和密度，同時具有較高的強度和硬度，可用作配重部件等的制備。
6、現有鋁合金的密度一般是2.7g/cm3左右，本申請高致密鋁錳合金的密度可達2.87g/cm3-7.28g/cm3。
7、為了進一步確保高致密鋁錳合金的質量，優選，sr的質量含量為0.5-0.8％，c的質量含量為0.3％。
8、合金的組成對合金性能的影響至關重要。制備方法也非常關鍵，條件不匹配，會出現較多氧化物和未溶解的金屬等，同時還會影響合金的致密性和內部結構，進而影響合金化程度。為了確保本申請的高致密鋁錳合金的質量，本申請采用如下方法制備：
9、上述高致密鋁錳合金的制備方法，包括如下步驟：
10、1)鋁水轉運包稱量鋁水重量后直接往25噸傾翻式熔鋁爐內灌裝，鋁水溫度：700-780℃；
11、2)將鋁水升溫到900-950℃后，開啟電磁攪拌功能，電磁攪拌功率：0.800hz，按投料比例計算投入錳片、alsr10和石墨粉，加料時間≤80min，加料結束后持續攪拌：50-80min；
12、3)按每噸鋁水1-3公斤加入精煉劑，開始精煉，精煉時間15-20min，精煉溫度:960-1000℃，氬氣壓力0.15-0.20mpa；
13、4)撈渣，澆筑，澆筑前，進行在線除氣。
14、專利技術人在實驗過程中發現，通過在鋁錳合金中加入了碳和鍶，可在制備過程中還原金屬氧化物的同時，細化晶粒，并與錳、鋁等元素融合為一體，提高了致密性和力學性能。
15、本申請制備時，采用25噸的燃氣傾翻爐生產，投料過程增加電磁攪拌，縮短升溫過程，縮短合金化時間，提高了效率，是原先產能的3倍以上。
16、本申請直接使用鋁水生產鋁錳合金，省去了鋁錠熔化的步驟，減少鋁錠重熔帶來的燒損(一般會產生2-3％的燒損)。相比較傳統工序熔化1噸鋁錠節約600度左右電，可減少73公斤標準煤，減排co2約130kg，實現節能降碳、降低成本。
17、本申請所用的鋁水，通過電解熔融的氧化鋁制得，本申請對此沒有特別改進，不再贅述。
18、本申請制得的高致密鋁錳合金內部組織更致密,合金高清潔度，沒有氧化物。將所得高致密鋁錳合金斷口放大10倍，未見收縮區、未見氧化物夾雜、未見未溶解金屬、結晶細膩均勻，合金化好。
19、本申請無需加入稀土等其他貴重金屬。
20、為了進一步提升合金質量，步驟2)中，先加入石墨粉，然后再依次加入錳片和alsr10，石墨粉的加料時間為5-8分鐘，alsr10的加料時間為10-15分鐘，錳片的加料時間為30-40分鐘。
21、為了進一步提高精效果，步驟3)中，精煉劑為氟硅酸鉀、二氧化鈦、氟硼酸鉀和硫酸鉀的混合物。
22、進一步優選，步驟3)中，氟硅酸鉀、二氧化鈦、氟硼酸鉀和硫酸鉀的質量比為1：(0.2-0.5)：(0.2-0.5)：(1-1.3)。
23、上述精煉劑通過篩選和按照特定比例的匹配促進，可起到有效的精煉和凈化的作用，不會引入雜質鈉，能消除有害雜質的影響，且可有效減少煙塵和刺激性氣味，提高合金的凈化效果，提升合金的質量，精煉效果好，所得合金，致密、細膩、潔凈。且顯著減少了用量。
24、上述步驟3)中，精煉劑的質量用量為鋁水質量的0.5～1.5‰。
25、上述步驟4)中，撈渣時間≤25min，撈渣結束后，靜置10-15min。
26、上述步驟4)中，撈渣結束后，溫度升到：950-1000℃后，開始澆鑄，澆鑄前開啟在線除氣機，除氣機功率：轉子轉速：90-100rmp，氬氣流量：40-60l/min。
27、上述步驟4)澆筑結束后，碼錠機器人碼錠。
28、本專利技術未提及的技術均參照現有技術。
29、本專利技術高致密鋁錳合金，具有較高致密性和密度，同時具有較高的強度和硬度，可用作配重部件等的制備；制備過程簡單易操作，易于工業化，同時篩選了適配高致密鋁錳合金的精煉劑，提升了高致密鋁錳合金的品質，減少了用量。
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1.一種高致密鋁錳合金，其特征在于：化學成分按重量百分數計包括：Mn:9-55％，Sr：0.5-1％，C：0.2-0.5％，Si≤0.20％，Fe≤0.25％，Cu≤0.10％，B≤0.01％，Pb≤0.02％，Sn≤0.02％，Zn≤0.04％，其它單一雜質≤0.03％，Al:余量。
2.如權利要求1所述的高致密鋁錳合金，其特征在于：Sr的質量含量為0.5-0.8％，C的質量含量為0.3％。
3.如權利要求1或2所述的高致密鋁錳合金的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
4.如權利要求3所述的高致密鋁錳合金的制備方法，其特征在于：步驟2)中，先加入石墨粉，然后再依次加入錳片和AlSr10，石墨粉的加料時間為5-8分鐘，AlSr10的加料時間為10-15分鐘，錳片的加料時間為30-40分鐘。
5.如權利要求3或4所述的高致密鋁錳合金的制備方法，其特征在于：步驟3)中，精煉劑為氟硅酸鉀、二氧化鈦、氟硼酸鉀和硫酸鉀的混合物。
6.如權利要求5所述的高致密鋁錳合金的制備方法，其特征在于：步驟3)中，氟硅酸鉀、二氧化鈦、氟硼酸鉀
7.如權利要求6所述的高致密鋁錳合金的制備方法，其特征在于：步驟3)中，精煉劑的質量用量為鋁水質量的0.5～1.5‰。
8.如權利要求3或4所述的高致密鋁錳合金的制備方法，其特征在于：步驟4)中，撈渣時間≤25min，撈渣結束后，靜置10-15min。
9.如權利要求3或4所述的高致密鋁錳合金的制備方法，其特征在于：步驟4)中，撈渣結束后，溫度升到：950-1000℃后，開始澆鑄，澆鑄前開啟在線除氣機，除氣機功率：轉子轉速：90-100rmp，氬氣流量：40-60L/min。
...【技術特征摘要】
1.一種高致密鋁錳合金，其特征在于：化學成分按重量百分數計包括：mn:9-55％，sr：0.5-1％，c：0.2-0.5％，si≤0.20％，fe≤0.25％，cu≤0.10％，b≤0.01％，pb≤0.02％，sn≤0.02％，zn≤0.04％，其它單一雜質≤0.03％，al:余量。
2.如權利要求1所述的高致密鋁錳合金，其特征在于：sr的質量含量為0.5-0.8％，c的質量含量為0.3％。
3.如權利要求1或2所述的高致密鋁錳合金的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
4.如權利要求3所述的高致密鋁錳合金的制備方法，其特征在于：步驟2)中，先加入石墨粉，然后再依次加入錳片和alsr10，石墨粉的加料時間為5-8分鐘，alsr10的加料時間為10-15分鐘，錳片的加料時間為30-40分鐘。
5.如權利要求3或4所述的高致密鋁錳合金的制備...
【專利技術屬性】
技術研發人員：葛紅星，王文定，梁濤，王延昌，司建華，張德存，
申請(專利權)人：山東云信鋁業科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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