專利名稱：一種高能超聲制備鋁釹中間合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種金屬合金的制備方法，尤其涉及一種高能超聲制備鋁釹中間合金的方法。
背景技術(shù)：
鋁稀土中間合金是ー種高效的細(xì)化變質(zhì)劑，具有良好的細(xì)化變質(zhì)效果，廣泛用于鋁及其合金的細(xì)化變質(zhì)處理，可顯著細(xì)化合金組織，提高合金力學(xué)性能。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ー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。在エ業(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。但在電解過(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。本發(fā)明是在直接熔合法的基礎(chǔ)上引入高能超聲處理，利用高能超聲的聲空化效應(yīng)和聲流效應(yīng)使制得的中間合金成分均勻，防止偏祈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種高能超聲制備鋁釹中間合金的方法，它所制備的中間合金具有稀土含量穩(wěn)定，合金成分均勻，成本低和制備過(guò)程簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種高能超聲制備鋁釹中間合金的方法，其特征在于所述的制備方法包括以下步驟
(1)首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將直徑為20-100um的稀土釹顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在765°C 785°C范圍內(nèi)保溫30 40分鐘，其中稀土釹含量為占總重量的30 35% ；
(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(qiáng)度為0.7kw/cm2 0. 9kw/cm2 ；
(3)超聲施加時(shí)間為8 15min，高能超聲每次施加時(shí)間30 50秒，間歇時(shí)間30 50
秒；
(4)然后將合金熔體降至700°C 710°C精煉除雜并進(jìn)行澆注；所述的稀土釹的純度為99. 9%。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明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(wěn)定，并降低能耗。而且エ藝簡(jiǎn)單、安全可靠，操作方便，無(wú)有害氣體產(chǎn)生。采用高能超聲處理，保證合金成分均勻，減少偏祈。


圖I為本發(fā)明制備的鋁釹中間合金顯微組織金相圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將直徑為20-100um的稀土釹顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在765°C保溫30分鐘，其中稀土釹含量占總重量的35%。在上述合金熔體液面下IOmm處施加間歇式高能超聲,超聲強(qiáng)度為0. 7kw/cm2,施加時(shí)間為8min，高能超聲毎次施加時(shí)間30秒，間歇時(shí)間30秒，然后將合金熔體降至700°C精煉除雜并進(jìn)行澆注；所述的稀土釹純度為99. 9%。 實(shí)施例2 :首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將直徑為20-100um的稀土釹顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在775°C保溫40分鐘，其中稀土釹含量占總重量的30%。在上述合金熔體液面下15mm處施加間歇式高能超聲,超聲強(qiáng)度為0. 8kw/cm2,施加時(shí)間為12min，高能超聲毎次施加時(shí)間40秒，間歇時(shí)間40秒，然后將合金熔體降至710°C精煉除雜并進(jìn)行澆注；所述的稀土釹純度為99. 9%。實(shí)施例3 :首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將直徑為20-100um的稀土釹顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在785°C保溫40分鐘，其中稀土釹含量占總重量的35%。在上述合金熔體液面下15mm處施加間歇式高能超聲,超聲強(qiáng)度為0. 9kw/cm2,施加時(shí)間為15min，高能超聲毎次施加時(shí)間50秒，間歇時(shí)間50秒，然后將合金熔體降至710°C精煉除雜并進(jìn)行澆注；所述的稀土釹純度為99. 9%。附圖I為實(shí)施例2制備的鋁釹中間合金組織中共晶組織的金相圖，從圖中可以看出獲得的鋁釹中間合金組織中共晶組織分布的很均勻。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，顯著改善釹在純鋁熔液中的潤(rùn)濕性，使得經(jīng)過(guò)高能超聲處理的鋁釹中間合金中的釹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(yīng)速率，進(jìn)ー步使合金成分均勻，也可減少反應(yīng)過(guò)程中的氧化燒損。從而所制得的鋁釹中間合金成分穩(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)明得到的鋁釹中間合金的組織中共晶組織細(xì)小且分布均勻，而且エ藝簡(jiǎn)單、安全可靠，操作方便。
權(quán)利要求
1.一種高能超聲制備鋁釹中間合金的方法，其特征在于所述的制備方法包括以下步驟 (1)首先把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將直徑為20-100um的稀土釹顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在765°C 785°C范圍內(nèi)保溫30 40分鐘，其中稀土釹含量為占總重量的30 35% ； (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(qiáng)度為0.7kw/cm2 0. 9kw/cm2 ； (3)超聲施加時(shí)間為8 15min，高能超聲每次施加時(shí)間30 50秒，間歇時(shí)間30 50秒； (4)然后將合金熔體降至700°C 710°C精煉除雜并進(jìn)行澆注。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種高能超聲制備鋁釹中間合金的方法，其特征在于所述的稀土釹純度為99. 9%。
全文摘要
一種高能超聲制備鋁釹中間合金的方法，它包括以下步驟把純鋁錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將稀土釹顆粒用鋁箔紙包裹，壓入到上述純鋁熔體中，在765℃～785℃范圍內(nèi)保溫30～40分鐘，稀土釹含量為占總重量的30～35%；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(qiáng)度為0.7kw/cm2～0.9kw/cm2；超聲施加時(shí)間為8～15min，高能超聲每次施加時(shí)間30～50秒，間歇時(shí)間30～50秒；然后將合金熔體降至700℃~710℃精煉除雜并進(jìn)行澆注；本發(fā)明能有效避免稀土燒損，稀土含量穩(wěn)定，并降低能耗，而且工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，無(wú)有害氣體產(chǎn)生，保證了合金成分均勻，減少偏析。
文檔編號(hào)C22C21/00GK102776394SQ201210246399
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者胡志, 閆洪, 阮先明, 黃興 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)