铝铬20合金锭生产工艺研究

铝铬 20合金锭生产工艺研究

邵四杰

河南中孚技术中心有限公司，河南巩义， 451200

摘要；研究了铝铬20中间合金的生产工艺，分析了铝铬20中间合金锭的外观、成分、断口组织及使用性能等，通过对影响铝铬20中间合金质量因素的分析，结合生产实践得出了一套优化的生产工艺，满足了生产要求。

关键词：铝铬中间合金；生产工艺；中频炉

中图分类号：TG292 文献标识码：A

1 前言

近年来，铬在铝合金中得到了广泛的应用。把铬加入铝合金中，可中和合金中杂质铁的有害作用。增加铝合金的抗腐蚀性。铬还可以使铝合金的阳极氧化膜呈金黄色。铬较明显地提高了铝的蠕变强度与再结晶温度。在铝合金中铬的含量一般在0.2%左右，最高可达0.5%。铝合金中加铬，若采用对参的办法，由于铬的熔点（1857℃）比铝高很多，且比重（7.1g/cm³）差不多是铝的三倍。因此，在铝合金中直接添加金属铬，金属铬很容易下沉，产生严重偏析。所以，铬必须以铝铬中间合金的形式加入，才能避免偏析现象的产生。

根据现场实际经验和研究结果，本文概述了一种生产铝铬20中间合金的工艺，摸索出了最佳的生产工艺方案，并生产出了合格的铝铬20中间合金，满足了产品的需要。

2 铝铬20中间合金的制备方法

2.1化学成分

表1铝铬20中间合金的化学成分（质量分数/%）

2.2原材料的选择

铝铬20中间合金的生产使用的原材料为Cr含量为 99.0%以上的金属铬（化学成分标准见表2）, A199.7%的电解铝液。

表2金属铬的化学成分（质量分数/%）

2.3设备和生产工艺

选用主设备为淮北市平祥感应炉有限公司制造的以DPS双供电一拖二熔化系统的1吨中频炉，体积小、重量轻、效率高、热加工质量优异。

以下是生产铝铬20中间合金的工艺路线： 原铝准备一入铝一升温一扒渣一添加金属铬一合金化一全部熔化后加入冷料一精炼扒渣一出炉铸造。

生产工艺方案：生产三炉，每炉投入电解铝液0.5t，当铝液温度达到800℃以上时将浮渣扒出后加入金属铬，开启电炉升温功率至60%，温度升至1050±10℃，期间可拿耙子探到炉底测试铬粒熔化情况，直到熔化完毕为止。加入100kg降温锭，温度降至840℃时用N₂（99.99%）精炼10分钟后扒渣，开启电炉升温至 940±10℃，人工浇铸测试中间合金锭表面无金属瘤、断口均匀无偏析，开启中频炉20%功率保温，铝液轻微翻滚，可进行人工浇铸。

3 分析及讨论

3.1铝铬20中间合金锭的特点

铝铬20中间合金具有光亮的表面，熔点为750℃～800℃。典型Al-Cr中间合金的二元相图见图1

图1 Al-Cr二元相图

从Al-Cr中间合金二元相图中可知，在铝液升温至1020℃时，铬在铝中的溶解度约为20%，这么高的溶解度，对中频炉中生产含铬高的铝铬中间合金是很有利的。随着温度的升高，铬的溶解度不断提高。要想生产出成分均匀、无严重偏析的铝铬20中间合金必须满足以下条件：（1）中间合金熔炼温度至少达1000℃ 以上；（2）搅拌充分且均匀；（3 ）尽量加快熔体的凝固结晶速度，从而降低A1₇Cr初生相的数量、尺寸和偏聚。由此可见，生产铝铬20中间合金的温度定到 1050℃是可行的。

3.2 使用性能

采用此方案生产的铝铬20中间合金使用到 3104、6061合金中，炉前成分均稳定，与配料差值不大，最终成分符合国家标准，铝铬20中间合金实收率均达到98%以上。

4 结论

通过中频炉熔炼法生产铝铬20中间合金的的工艺方案切实可行，我司已实现批量化生产，满足了下游客户的产品需求。在目前市场竞争日益激烈的情况下，企业只有不断优化生产工艺，降低生产成本，才能持久发展。我们公司在提高产品质量的同时，能耗、人力成本也在不断的降低，市场竞争优势明显。

参考文献

[1]舒泉清，邱竹贤.铝铬中间合金的研制.有色冶炼1991年第5期26-31

[2]陈存中.有色金属熔炼与铸锭，北京；冶金工业出版社，1996