一種高能超聲制備鋁釔中間合金的方法技術

一種高能超聲制備鋁釔中間合金的方法，它包括以下步驟：（1）首先把純鋁錠放入坩堝內加熱至熔化，將直徑為20-100um的稀土釔顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在725℃～745℃范圍內保溫30～40分鐘，其中稀土釔含量為占總重量的10～15%；（2）在上述合金熔體液面下10-15mm處施加間歇式高能超聲，超聲強度為0.3kw/cm2～0.5kw/cm2；（3）超聲施加時間為8～15min，高能超聲每次施加時間30～50秒，間歇時間30～50秒；（4）然后將合金熔體降至700℃~710℃精煉除雜并進行澆注；本發明專利技術有效避免稀土燒損，稀土含量穩定，能耗低；而且工藝簡單、安全可靠，操作方便，保證合金成分均勻，減少偏析。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種稀土合金的制備方法，尤其涉及。
技術介紹
鋁稀土中間合金是一種高效的細化變質劑，具有良好的細化變質效果，廣泛用于鋁及其合金的細化變質處理，可顯著細化合金組織，提高合金力學性能。在長期的研究中，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方法大致概括有以下兩種1、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。其特點是操作方便，合金成分含量穩定。缺點就是容易引起合金成分偏析，造成局部成分過濃、分散不均勻等缺陷。2、熔鹽電解法在電解爐內，以氯化鉀、稀土氧化物和稀土氯化物等作為電解質，在鋁液中電解制得鋁-稀土中間合金。在工業鋁電解槽中直接加入稀土化合物，通過電解制得鋁-稀土中間合金。但在電解過程中會產生有毒氣體，污染環境，危害人體健康。除此之外，合金成分難以控制，波動范圍較大。本專利技術是在直接熔合法的基礎上引入高能超聲處理，利用高能超聲的聲空化效應和聲流效應使制得的中間合金成分均勻，防止偏析。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供了，它制備的中間合金稀土含量穩定，合金成分均勻，成本低和制備過程簡單的優點。 本專利技術是這樣來實現的，，其特征在于所述制備方法包括以下步驟 (O首先把純鋁錠放入坩堝內加熱至熔化，將直徑為20-100um的稀土釔顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在725°C 745°C范圍內保溫30 40分鐘，其中稀土釔含量為占總重量的10 15% ； (2)在上述合金熔體液面下10-15mm處施加間歇式高能超聲,超聲強度為O.3kw/cm2 O. 5kw/cm2 ； (3)超聲施加時間為8 15min，高能超聲每次施加時間30 50秒，間歇時間30 50秒； (4)然后將合金熔體降至700°C 710°C精煉除雜并進行澆注； 所述稀土釔的純度為99. 9%。本專利技術的技術效果是本專利技術由于采用合金成分為共晶成分，所以熔煉溫度較低，能有效避免稀土燒損，從而稀土含量穩定，并降低能耗。而且工藝簡單、安全可靠，操作方便，無有害氣體產生。采用高能超聲處理，保證合金成分均勻，減少偏析。附圖說明圖1為本專利技術制備的鋁釔中間合金顯微組織金相圖。具體實施例方式下面結合實施例以及附圖對本專利技術做進一步闡述， 實施例1 :首先把純鋁錠放入坩堝內加熱至熔化，將直徑為20-100um的稀土釔顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在725°C保溫30分鐘，其中稀土釔含量占總重量的10%，所述稀土釔的純度為99. 9%。在上述合金熔體液面下IOmm處施加間歇式高能超聲，超聲強度為O. 3kw/cm2,施加時間為8min,高能超聲每次施加時間30秒，間歇時間30秒,然后將合金熔體降至700°C精煉除雜并進行澆注。實施例2 :首先把純鋁錠放入坩堝內加熱至熔化，將直徑為20-100um的稀土釔顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在735°C保溫40分鐘，其中稀土釔含量占總重量的15%，所述稀土釔的純度為99. 9%。在上述合金熔體液面下15mm處施加間歇式高能超聲，超聲強度為O. 4kw/cm2,施加時間為12min,高能超聲每次施加時間40秒，間歇時間40秒，然后將合金熔體降至710°C精煉除雜并進行澆注。實施例3 :首先把純鋁錠放入坩堝內加熱至熔化，將直徑為20-100um的稀土釔顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在745°C保溫40分鐘，其中稀土釔含量占總重量的10%，所述稀土釔的純度為99. 9%。在上述合金熔體液面下15mm處施加間歇式高能超聲，超聲強度為O. 5kw/cm2，施加時間為15min，高能超聲每次施加時間50秒，間歇時間50秒，然后將合金熔體降至710°C精煉除雜并進行澆注。可以看出獲得的鋁釔中間合金組織中共晶組織分布的很均勻。超聲波導入合金熔體時，聲波的傳播將會出現許多非線性效應，其中主要表現為空化和聲流效應，空化和聲流所引發的力學效應中的攪拌、分散、沖擊破壞和熱學效應中整體加熱、邊界處的局部加熱作用，顯著改善釔在純鋁熔液中的潤濕性，使得經過高能超聲處理的鋁釔中間合金中的釔能夠均勻的分散在鋁溶液中，消除成分偏析。采用間歇式高能超聲處理可有效的控制反應速率，進一步使合金成分均勻，也可減少反應過程中的氧化燒損。從而所制得的鋁釔中間合金成分穩定，氧化夾雜以及成分偏析少。綜上所述， 也可從圖中看出，采用本專利技術得到的鋁釔中間合金的組織中共晶組織細小且分布均勻，而且工藝簡單、安全可靠，操作方便。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高能超聲制備鋁釔中間合金的方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟：（1）首先把純鋁錠放入坩堝內加熱至熔化，將直徑為20?100um的稀土釔顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在725℃～745℃范圍內保溫30～40分鐘，其中稀土釔含量為占總重量的10～15%；（2）在上述合金熔體液面下10?15mm處施加間歇式高能超聲，超聲強度為0.3kw/cm2～0.5kw/cm2；（3）超聲施加時間為8～15min，高能超聲每次施加時間30～50秒，間歇時間30～50秒；（4）然后將合金熔體降至700℃~710℃精煉除雜并進行澆注。

【技術特征摘要】
1.一種高能超聲制備鋁釔中間合金的方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟 (O首先把純鋁錠放入坩堝內加熱至熔化，將直徑為20-100um的稀土釔顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在725°C 745°C范圍內保溫30 40分鐘，其中稀土釔含量為占總重量的10 15% ； (2)在上述合金熔體液面下10-15mm處施加間...

【專利技術屬性】
技術研發人員：閆洪，陳華軍，黃興，胡志，
申請(專利權)人：南昌大學，
類型：發明
國別省市：