铝合金生产中金属添加剂、变质剂与晶粒细化剂的应用技术

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1、·38·2008年全国铝合金熔铸技术交流会文集铝合金生产中金属添加剂、变质剂与晶粒细化剂的应用技术段瑞芬，刘金霞(中国铝业西北铝加工分公司，甘肃陇西748111)摘要：依据双辊铸轧法和半连续铸造法的工艺特点，对铝合金生产中金属添加剂、变质剂、晶粒细化剂的应用进行了简要总结和分析，不同的铝加工生产工艺其添加剂的加人工艺有所不同。关键词：铝合金；金属添加剂；铝合金变质剂；铝合金晶粒细化剂随着国家经济建设和科学技术的发展，市场对铝及铝合金材料的质量要求大幅度提升，促使铝加工行业快速发展，铝加工材料的应用范围也更加广阔。金属添加剂、变质剂、晶粒细

2、化剂在铝加工材的质量提高和扩展应用方面起着关键性的作用。本文依据双辊铸轧和半连续铸造的工艺特点，对金属添加剂、变质剂、晶粒细化剂的应用作简要总结和分析。1金属添加剂的应用及分析1．1金属添加剂的特点在铝及铝合金生产中，金属添加剂已得到广泛应用，用它代替中间合金对所生产的铝合金进行配料和成分调整，减少了铝加工企业制备中间合金的工序。目前普遍使用的有Mn剂、Fe剂、cr剂、Cu剂、Ti剂等，还有速熔si也在大量使用，与中间合金相比该类产品有如下特点：(1)合金化元素含量高，减少了配料和熔体成分调整时的加料数量；(2)重量轻，使用方便；(3)为

3、小块状，并且是粉末压制品，加入炉中易熔化，使合金不需太高的熔炼温度；可缩短补料的熔化时间，具有提高生产效率和节能作用；(4)添加剂的块重稳定、成分准确，在合理的加入工艺条件下其实收率高而稳定，可提高熔体成分调整的准确度。1．2金属添加剂的应用及分析(1)金属添加剂的应用实例根据铝加工企业的生产实际和金属添加剂的特点，铝加工企业逐步掌握了添加剂的加入工艺，表1一表3为某企业分别在铸轧带材和半连续铸造圆铸锭生产中，Mn、Fe和速熔si的使用情况(由于篇幅所限，只列出少数熔次)。(2)金属添加剂添加量的计算根据金属添加剂的金属含量进行配料计算后

4、备料，实收率按100％进行计算，金属添加剂的加入量按下式计算：熔体重量X(合金要求元素含量％一合金中元素原有含量％)金属添加剂的金属含量×实收率2008年全国铝合金熔铸技术交流会文集·39·注：(1)添加剂Mn含量为彬(Mn)=80％；(2)2A12合金为圆铸锭；3003合金为铸轧带材。表2Fe金属添加剂的使用注：(1)添加剂中Si的含量为加(Si)=95％；(2)2M2合金为圆铸锭，3003合金为铸轧带材；(3)上述添加荆添加工艺为：铝液达到720。C时扒去表面浮渣，将速熔Si从两边炉门加入，静置15min，搅拌5rain，撒入熔荆。再

5、静置30或20min，当温度升到7加℃时充分搅拌5min，再静置15min，取样分析。成品为铸轧板上取样。2008年全国铝合金熔铸技术交流会文集(3)实收率的计算根据上述配料计算后进行备料、装炉、熔炼。铸轧带材生产时的金属添加剂的添加工艺为：待铝液达到720。C时扒去表面浮渣，将金属添加剂从两边炉门加入，静置15rrIin，搅拌5min，撒入熔剂，再静置30min，当温度回升到740。E时充分搅拌5min，再静置15rnin，取样分析，根据成分分析结果按下式计算实际实收率：熔体重量×(加人添加剂后合金元素含量％一合金中元素原有含量％)(4

6、)金属添加剂使用中的问题分析a．工厂首先从Mn金属添加剂开始试用，Mn剂的添加工艺探索为后续的其他金属添加剂的使用奠定了工艺基础。从表1中看出，生产中使用Mn金属添加剂时，其实收率在82．5％～100．5％之间，波动较大，对加入时的熔体温度很敏感，加入温度和静置时间的不同，实收率有变化，因此加入时的熔体温度必须严格控制，熔炼时间相对延长，在应用中Mn金属添加剂存在一些不足，其实收率还有待于稳定和提高。b．表2为生产8011合金铸轧带材时Fe金属添加剂的使用情况。表2表明，Fe剂加入时的熔体温度和加入后的静置时间对其实收率也有一定的影响。在

7、使用中对Fe剂添加工艺进行了摸索并稳定，认为在铸轧带材的生产中使用Fe剂，使用效果较好，实收率稳定，可替代灿一Fe中间合金的使用。c．表3为生产铸轧带材和圆铸锭时速熔si的使用情况。由表3得知，添加速熔Si后其实收率均在90％以上，使用效果较好。半连续铸造是在一定时间内完成的，在使用中间合金时，中间合金与炉料是同时加入、同时熔化的，而金属添加剂是炉料熔化后并达到一定的温度才能加入，使熔炼时间增加，生产效率有所降低。但使用速熔si可以减少中间合金的制备所带来的一系列不利因素，因此，用于si含量在1％以下的合金成分控制还是非常有利的，具有合金

8、成分较均匀而准确、熔化时间短、取样次数减少、实收率较高等优势。d．在实际生产中，也对合金中单元素含量在1％一2％成分的熔体使用过金属添加剂，但出现了铸锭夹渣量增加、实收率降低、成分不均匀现象。