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1、10申请公布号CN104120293A43申请公布日20141029CN104120293A21申请号201410263784722申请日20140613C22C1/06200601C22C1/02200601C22C21/0020060171申请人SMC（中国）有限公司地址100176北京市大兴区经济技术开发区兴盛街甲2号申请人SMC（北京）制造有限公司SMC株式会社72发明人赵彤皮林74专利代理机构北京邦信阳专利商标代理有限公司11012代理人黄泽雄陈万青54发明名称铝或铝合金精炼组合物及熔炼方法57摘要本发明公开一种用于铝或铝合金熔炼的精炼组合物，以及采用所述组合物熔炼铝或铝合金的方法。。
2、所述精炼组合物包括一种低烟组合物，该低烟组合物由重量比为约11的KCL和MGCL2以及CAF2组成，其中以所述低烟组合物的总重量计，KCL和MGCL2的总量为6550WT，CAF2的量为3550WT。本发明的精炼组合物可消除或显著减少铝或铝合金熔炼过程中产生的黑烟。51INTCL权利要求书1页说明书4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页10申请公布号CN104120293ACN104120293A1/1页21一种用于铝或铝合金熔炼的精炼组合物，包括一种低烟组合物，所述低烟组合物由重量比为约11的KCL和MGCL2以及CAF2组成，其中以所述低烟组合物的总重。
3、量计，KCL和MGCL2的总量为6550WT，CAF2的量为3550WT。2根据权利要求1所述的精炼组合物，其中以所述低烟组合物的总重量计，KCL和MGCL2的总量为6050WT，CAF2的量为4050WT。3根据权利要求1或2所述的精炼组合物，其中所述精炼组合物由所述低烟组合物组成。4根据权利要求1或2所述的精炼组合物，其中以所述精炼组合物的总重量计，含有9070WT的所述低烟组合物和1030WT的铝或铝合金精炼剂。5根据权利要求4所述的精炼组合物，其中以所述精炼组合物的总重量计，含有9080WT的所述低烟组合物和1020WT的铝或铝合金精炼剂。6一种熔炼铝或铝合金的方法，包括在熔炼工艺中加。
4、入根据权利要求15中任意一项所述的精炼组合物，其中以铝或铝合金重量计，加入的低烟组合物的量为01503WT。7根据权利要求6所述方法，其中所述铝合金为铝镁合金或铝镁硅系合金。权利要求书CN104120293A1/4页3铝或铝合金精炼组合物及熔炼方法技术领域0001本发明涉及铝及铝合金熔炼工艺中的精炼剂及熔炼工艺。背景技术0002由于铝的化学活性很强，在熔炼过程中容易产生夹杂物、气体等，它们在熔体凝固后会分布在铝或铝合金内部成为缺陷，对材料性能产生很大影响。因此，要提高铸造铝及其合金的性能，必须充分除去熔体中的夹杂物和气体，避免铸件中缺陷的产生。0003目前通用的一种方法是在熔炼过程中加入精炼剂。
5、，通过它与熔体中的夹杂物发生吸附、溶解和化学作用进行除渣，同时利用化学作用产生的挥发性气态盐，如氯化铝，带出铝液中的气体，并通过其自身融化成液滴来吸附熔体中分散的原子氢将其带出液面。0004目前市售的铝精炼剂主要成分为氯盐，如KCL、NACL等，并加入少量的氟化物，如CA2F、冰晶石NA3ALF6等。常用的精炼剂中以45NACL55KCL的共晶混合物熔点大约在650为主，加其他氯化物作为基本组成，辅助加入少量35冰晶石或15CAF2。0005熔融的精炼剂在本文中也称为熔剂在固相夹杂物界面及液相熔融铝界面上的表面张力决定了其的吸附熔渣的能力。熔剂在熔融铝界面的表面张力越大，越容易与熔融铝分离；熔。
6、剂在夹杂物界面的表面张力越小，其越能润湿和吸附夹杂物，并将其从金属中除掉。因此利用熔剂提高熔融铝相对于夹杂物介面的表面张力，有利于熔剂将氧化膜及非金属夹杂物排除。熔剂的组成成分决定了其对张力的调节能力，即吸附能力。其他条件相同的情况下，熔融的氯化物对熔渣的吸附能力比氟化物强，而碱金属氯化物比碱土金属氯化物强。0006精炼剂中的氟化物则起到溶解夹杂物特别是氧化铝的作用。这是由于氧化铝与氟化钙、冰晶石具有一定的互溶能力，随氟化物含量的增加对溶解氧化铝的能力也将有所增加，但是当温度较低时，在一般熔炼温度下溶解作用是不大的。0007氯盐则与熔铝发生化学作用，其中的金属离子与铝发生置换反应，生成的ALC。
7、L3是挥发性气态物质，有除气作用。0008采用熔剂精炼时，熔体中形成大量分散而细小的熔剂液滴，按溶解平衡规律，在熔体中的原子氢也要向熔剂液滴扩散而被带到液面，减少熔体中的氢含量。0009因此精炼剂的熔点要低于铝或铝合金，比重要小于铝或铝合金比重，能吸收溶解熔体中的夹杂物，并能从熔体中将它排除。此外，精炼剂还不能和熔炼金属及炉衬发生不利的化学反应，吸湿性要小，蒸气压要低，有适当的粘度及流动性，最好不含有或不产生有害杂质及气体。0010现有技术方案采用45的NACL和55的KCL的共晶混合物为主的组合，达到了上述基本要求，但是其熔点大约650相对于熔融的铝及铝合金约700约750却差异较大。尤其对。
8、于当今市场需求量激增的铝镁合金或铝镁硅系合金，由于普遍采用在线除气、过滤、细化为一体的工艺，且流槽长度均大于4米，因此熔炼温度从之前的约700说明书CN104120293A2/4页4约750提高到了约750约780，这令精炼剂中的低熔点盐类成分及杂质在此高温下达到燃烧点而迅速燃烧，在铝液表面产生大量黑烟，严重污染工作环境，对人身造成损害。0011中国发明专利申请2013106603489公开了一种铝精炼剂，包含KCL、NACL、CAF2、NA3ALF6、MG2N3、C2CL6和稀土，质量百分比分别为3550、3040、58、815、510、36和0205。0012中国发明专利申请2013104。
9、351214也公开了一种铝精炼剂，包含NACL5570，KCL1310，MGCL2310，NA3ALF62035。0013然而目前尚没有能够抑制或消除铝熔炼工艺中产生的黑烟的精炼剂。发明内容0014针对在较高温度下铝及铝合金，特别是铝镁合金或铝镁硅系合金，熔炼过程中产生黑烟的问题，本发明提供一种能够消除或减少黑烟的组合物。0015根据本发明的第一方面，提供一种用于铝或铝合金熔炼的精炼组合物，所述精炼组合物包括一种低烟组合物，该低烟组合物由重量比为约11的KCL和MGCL2以及CAF2组成，其中以所述低烟组合物的总重量计，KCL和MGCL2的总量为6550WT，CAF2的量为3550WT。001。
10、6根据一种优选实施方式，以所述低烟组合物的总重量计，KCL和MGCL2的总量为6050WT，CAF2的量为4050WT。0017根据一种实施方式，所述精炼组合物还包括以所述精炼组合物的总重量计，9070WT，优选9080WT的铝或铝合金精炼剂。0018根据另一种实施方式，所述精炼组合物由所述低烟组合物组成。0019根据本发明的第二方面，提供一种熔炼铝或铝合金的方法，包括在熔炼工艺中加入上述精炼组合物，其中以铝或铝合金重量计所加入的低烟组合物的量为01503WT。0020根据一种优选实施方式，所述铝合金为铝镁合金或铝镁硅系合金。0021本发明的低烟组合物通过KCL、MGCL2和CAF2这三种特定。
11、的盐以特定的比例混合将组合物的熔点可控制在低于铝或铝合金熔点、但相当接近的温度例如较优地在750左右，从而在熔炼过程中呈熔融态液滴状，起到精炼剂的同等效果，又避免了因低熔点物质杂质或低熔点盐类的燃烧而产生黑烟。0022本发明的低烟组合物可单独作为精炼剂使用，因几乎无任何燃烧现象故可达到基本无烟的效果；也可配合其它铝或铝合金精炼剂使用，可达到显著减少黑烟的效果。0023本发明的低烟组合物的使用量占铝或铝合金重量的01503WT，这比常规精炼剂的用量0608WT显著降低，从而降低了熔炼成本。对于铝镁合金或铝镁硅系合金来说，本发明的精炼组合物中的氯化镁与AL反应置换出的MG也是铝合金的成分，故减少了。
12、MG的额外投放量，进一步降低了成本。0024本发明的低烟组合物的熔融液蒸气压相比常规精炼剂更低，熔剂气体慢慢扩散出铝液表面，更有利于氢及其他气泡的排除。采用本发明的精炼组合物，熔炼后铝/铝合金中氢含量在每百克铝02ML以下。说明书CN104120293A3/4页5具体实施方式0025本发明教导的目的和/或方案将以优选实施方式的形式给出。对这些实施方式的说明是用于更好地理解本发明，而非限制可行的其他实施方式，这些其他实施方式可由对本发明的实践得知。0026本文中提及的铝或铝合金精炼剂的含义为本领域中的通常含义，指常规的精炼剂。0027本文中提及的低烟组合物是指仅由KCL、MGCL2以及CAF2组。
13、成，且KCL和MGCL2重量比为约11的组合物。周知，本文中所述的KCL和MGCL2重量比为约11，是指二者的重量比可存在领域内公认的误差，例如通常小于3，优选小于2，更优选小于1的误差。0028本文中提及的铝或铝合金精炼组合物是为了区别于常规精炼剂，指仅由上述低烟组合物组成，或者包括约9070WT低烟组合物以及余量为常规精炼剂的一种用于铝或铝合金熔炼工艺中的精炼剂。0029根据本发明的第一方面，提供一种用于铝或铝合金，尤其是铝镁合金或铝镁硅系合金熔炼的精炼组合物。所述精炼组合物包括一种低烟组合物。该低烟组合物由重量比为约11的KCL和MGCL2以及CAF2组成，其中以所述低烟组合物的总重量计。
14、，CAF2的量为3550WT，KCL和MGCL2组合的总量为6550WT；优选地，CAF2的量为4050WT，KCL和MGCL2组合的总量为6050WT。0030该低烟组合物中，针对熔剂的吸附作用，氯化钾和氯化镁的混合盐比单独一种盐的效果要好，而在此基础上加入氟化物可进一步增强其吸附能力。0031而提高氟化钙含量，对溶解氧化铝的能力也有所增加，特别对于温度较高例如约750或更高时，溶解作用明显。另外，氟化钙与氯化镁会反应生成氟化镁MGF2，氟化镁能进一步提高本发明组合物的精炼能力。0032此外，KCL还起到调节粘度及稠度的作用，可使铝液成米糊状稠度。MGCL2与AL反应置换出MG，产生氯化铝以。
15、排气；且在铝镁合金或铝镁硅系合金中MG为合金成分，故可同时减少MG的投放量降低成本。CAF2不仅有利于溶解氧化铝并除氢，而且意外发现该成分能令铝合金切削性更好。0033该低烟组合物可单独作为铝精炼剂使用，特别适合于较高熔炼温度的工艺中，可基本上不产生黑烟，并达到常规精炼剂的同等效果。0034该低烟组合物也可与其它铝精炼剂组合使用，起到减少黑烟的效果。0035根据本发明，采用本发明的精炼组合物熔炼铝或铝合金时，所加入的低烟组合物的量以铝或铝合金重量计为01503WT。具体用量与原料铝/铝合金中的杂质含量以及种类有关，本领域技术人员能够根据需要来确定具体用量。并可根据实际情况考虑选用其他精炼剂，以。
16、达到更好的熔炼效果。0036下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但显然本发明的范围并不仅限于以下实施例。0037实施例10038将KCL、MGCL2、CAF2以重量百分比分别为325、325和35的量在充分混合，在电炉中加热脱水，然后冷却结晶，所得晶体即组合物1。0039实施例2说明书CN104120293A4/4页60040将KCL、MGCL2、CAF2以重量百分比分别为30、30和40的量充分混合，在电炉中加热脱水，然后冷却结晶，所得晶体即组合物2。0041实施例30042将KCL、MGCL2、CAF2以重量百分比分别为25、25和50的量充分混合，在电炉中加热脱水，然后冷却结晶，所得晶。
17、体即组合物3。0043试验例0044在温度分别为700、750时和780时，分别用市售铝精炼剂、本发明的组合物以及添加本发明组合物的市售铝精炼剂作为精炼剂，对6063铝合金熔体进行精炼，观察黑烟产生状况。各精炼剂的加入量以铝合金重量计为03WT。其中采用12T圆形铝熔炼炉，以市售铝精炼剂1在780时产生的黑烟量为100，观察不同温度下各精炼剂产生黑烟的情况。具体结果请见下表1。0045表100460047注铝精炼剂1为徐州万鑫普通精炼剂TTPJ；0048铝精炼剂2为徐州万鑫喷粉精炼剂TCLJ1。0049由上表1可见，本发明的低烟组合物单独使用时即使高至780也基本无燃烧产生的黑烟，与市售精炼剂同时使用也可起到调整熔点及燃烧点的作用，显著抑制黑烟的产生量，可抑制约90甚至更多的黑烟产生。从而本发明的精炼组合物可显著起到减轻污染的作用，能更好地适应更高的生产需求。0050以上已经通过优选的实施例描述了本发明的实施方式，但本领域的技术人员应理解，可以在这些实施方式中进行改变而不背离本发明的原理和精神，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。说明书CN104120293A。