耐腐蚀铝锭及其制备方法
阅读说明：本技术 耐腐蚀铝锭及其制备方法 (Corrosion-resistant aluminum ingot and preparation method thereof ) 是由 张松彬 陈泰山 于 2021-07-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐腐蚀铝锭及其制备方法,耐腐蚀铝锭由混合废铝料经过合金化和精炼后得到,混合废铝料的组分及各组分质量百分比如下：第一废铝料：25～35％；第二废铝料：5～10％；第三废铝料：10～25％；第四废铝料：1～5％；第五废铝料：5～10％；第六废铝料：10～25％；以上组分总计100％；其中,第一废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：Si≤1.5％；Cu≤0.1％；Mg≤0.1％；Mn≤0.3％；Zn≤0.1％；Fe≤0.5％,其余为铝和不可避免的杂质,总计100％；第二废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：Si≤4.0％；Cu≤0.3％；Mg≤0.1％；0.3％＜Mn≤1.2％；Zn≤0.3％；Fe≤0.6％,其余为铝和不可避免的杂质,总计100％；本发明的耐腐蚀铝锭在满足铸造性能的前提下,具有高耐腐蚀性,满足高腐蚀环境下的用铝要求。(The invention discloses a corrosion-resistant aluminum ingot and a preparation method thereof, wherein the corrosion-resistant aluminum ingot is obtained by alloying and refining a mixed waste aluminum material, and the mixed waste aluminum material comprises the following components in percentage by mass: first scrap aluminum material: 25-35%; a second aluminum scrap material: 5-10%; the third waste aluminum material: 10-25%; fourth scrap aluminum material: 1-5%; a fifth waste aluminum material: 5-10%; sixth scrap aluminum material: 10-25%; the total content of the components is 100 percent; the first waste aluminum material comprises the following chemical components in percentage by mass: si is less than or equal to 1.5 percent; cu is less than or equal to 0.1 percent; mg is less than or equal to 0.1 percent; mn is less than or equal to 0.3 percent; zn is less than or equal to 0.1 percent; fe is less than or equal to 0.5 percent, and the balance of aluminum and inevitable impurities accounts for 100 percent; the second waste aluminum material comprises the following chemical components in percentage by mass: si is less than or equal to 4.0 percent; cu is less than or equal to 0.3 percent; mg is less than or equal to 0.1 percent; mn is more than 0.3 percent and less than or equal to 1.2 percent; zn is less than or equal to 0.3 percent; fe is less than or equal to 0.6 percent, and the balance of aluminum and inevitable impurities accounts for 100 percent; the corrosion-resistant aluminum ingot has high corrosion resistance on the premise of meeting the casting performance, and meets the aluminum using requirement under a high corrosion environment.)
技术领域
本发明涉及一种耐腐蚀铝锭及其制备方法。
背景技术
随着我国社会经济的发展、用铝量加大，对铸造铝合金锭的相关性能提出了更高的要求，如耐腐蚀性能，高腐蚀环境，如海边设施、厨具和实验仪器等都会用到高耐腐蚀性的铝合金，目前国内用铝的高耐腐蚀用铝标准尚未统一，开发一种满足铸造性能，并具备高耐腐蚀性能的铝锭是必然趋势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种耐腐蚀铝锭，它在满足铸造性能的前提下，具有高耐腐蚀性，满足高腐蚀环境下的用铝要求。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种耐腐蚀铝锭，它由混合废铝料经过合金化和精炼后得到，混合废铝料的组分及各组分质量百分比如下：
第一废铝料：25～35％；
第二废铝料：5～10％；
第三废铝料：10～25％；
第四废铝料：1～5％；
第五废铝料：5～10％；
第六废铝料：10～25％；以上组分总计100％；其中，
第一废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si≤1.5％；Cu≤0.1％；Mg≤0.1％；Mn≤0.3％；Zn≤0.1％；Fe≤0.5％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
或Si≤1.5％；Cu≤0.6％；Mg≤0.1％；Mn≤0.3％；Zn≤0.5％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第二废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si≤4.0％；Cu≤0.3％；Mg≤0.1％；0.3％＜Mn≤1.2％；Zn≤0.3％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
或Si≤4.0％；Cu≤0.3％；0.3％≤Mg≤1.5％；0.3％＜Mn≤1.2％；Zn≤0.3％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
或Si≤4.0％；Cu≤0.3％；Mg≤1.5％；Mn≤1.2％；Zn≤1.5％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第三废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si≤1.0％；Cu≤0.3％；Mg≤1.0％；Mn≤0.5％；Zn≤0.22％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
或Si≤1.0％；Cu≤0.6％；Mg≤1.5％；Mn≤0.5％；Zn≤0.5％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
或Si≤1.0％；Cu≤1.5％；Mg≤1.0％；Mn≤0.5％；Zn≤0.7％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
或Si≤1.0％；Cu≤0.1％；Mg≤1.0％；Mn≤0.2％；Zn≤0.1％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第四废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si≤1.0％；Cu≤0.2％；1.5％＜Mg≤3.0％；Mn≤0.5％；Zn≤0.5％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
或Si≤1.0％；Cu≤0.2％；3.0％＜Mg≤6.0％；Mn≤0.5％；Zn≤0.5％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第五废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si≤1.0％；1.0≤Cu≤2.5％；1.0％＜Mg≤2.5％；Mn≤0.2％；2.0≤Zn≤4.0％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
或Si≤1.0％；Cu≤1.0％；1.0％＜Mg≤2.5％；Mn≤0.2％；2.0≤Zn≤4.0％；Fe≤0.6％；其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第六废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si≤13.0％；Cu≤0.5％；Mg≤0.5％；Mn≤0.3％；Zn≤0.3％；Fe≤1.5％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
或6.5％≤Si≤11.0％；Cu≤0.1％；Mg≤0.5％；Mn≤0.3％；Zn≤0.1％；Fe≤0.3％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％。
进一步，它的最终化学成分及化学成分的质量百分比如下：
11.0％≤Si≤12.0％；Cu≤0.4％；0.5％≤Mg≤1.0％；0.2％≤Mn≤0.4％；Zn≤0.25％；0.6％≤Fe≤0.9％；0.05％≤Ni≤0.2％；0.05％≤Ti≤0.2％；0.02％≤Sr≤0.05％；Ca＜10PPM；其余为铝和不可避免的杂质，总计100％。
本发明还提供了一种耐腐蚀铝锭的制备方法，方法步骤中包含：
按照混合废铝料的各组分及各组分质量百分比备料；
将备料投入熔炼炉熔炼直到完全熔化，得到铝液；
对铝液进行合金化处理；
对合金化处理后的铝液取样分析其化学成分，对其化学成分进行调整，使其最终化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
11.0％≤Si≤12.0％；Cu≤0.4％；0.5％≤Mg≤1.0％；0.2％≤Mn≤0.4％；Zn≤0.25％；0.6％≤Fe≤0.9％；0.05％≤Ni≤0.2％；0.05％≤Ti≤0.2％；0.02％≤Sr≤0.05％；Ca＜10PPM；其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
对调整后的铝液进行精炼；
对精炼后的铝液进行铸造、冷却，得到耐腐蚀铝锭。
进一步为了减少杂质，在对铝液进行合金化处理及铸造前，还分别对铝液进行扒渣处理。
进一步，合金化处理过程中往铝液中添加铝钛硼合金。
进一步为了提高Sr变质效果，在精炼过程中所采用的精炼剂为除钙精炼剂。
进一步，精炼的参数如下：
精炼温度：720-730℃；
精炼喷粉时间：20-30分钟/次；
氮气压力：0.3-0.7Mpa；
精炼剂使用量：每吨铝液中添加精炼剂3±1Kg。
进一步，备料的熔化温度为660-680℃。
采用了上述技术方案后，本发明在铝硅系合金中添加合金元素，Ni、Ti、Mg、Mn合金元素改变铝基合金相组织结构，细化晶粒，控制初晶硅尺寸，提高耐腐蚀强度，本发明使用除钙精炼剂炉内净化，提高Sr变质效果，改变共晶硅结构和形貌，进一步提高了耐腐蚀强度，本发明还通过在线加入铝钛硼，改善冶金质量，减少缺陷，进一步提高了耐腐蚀强度。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
一种耐腐蚀铝锭，它由混合废铝料经过合金化和精炼后得到，混合废铝料的组分及各组分质量百分比如下：
第一废铝料：25％；
第二废铝料：10％；
第三废铝料：25％；
第四废铝料：5％；
第五废铝料：10％；
第六废铝料：25％；其中，
第一废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：1.5％；Cu：0.1％；Mg：0.1％；Mn：0.3％；Zn：0.1％；Fe：0.5％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第二废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：4.0％；Cu：0.3％；Mg：0.1％；Mn：1.2％；Zn：0.3％；Fe：0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第三废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：1.0％；Cu：0.3％；Mg：1.0％；Mn：0.5％；Zn：0.22％；Fe：0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第四废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：1.0％；Cu：0.2％；Mg：3.0％；Mn：0.5％；Zn：0.5％；Fe：0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第五废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：1.0％；Cu：2.5％；Mg：2.5％；Mn：0.2％；Zn：4.0％；Fe：0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第六废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：13.0％；Cu：0.5％；Mg：0.5％；Mn：0.3％；Zn：0.3％；Fe：1.5％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％。
该耐腐蚀铝锭的最终化学成分及化学成分的质量百分比如下：
Si：12.0％；Cu：0.4％；Mg：1.0％；Mn：0.4％；Zn：0.25％；Fe：0.9％；Ni：0.2％；Ti：0.2％；Sr：0.05％；其余为铝和不可避免的杂质，总计100％。
该耐腐蚀铝锭的制备方法步骤中包含：
按照混合废铝料的各组分及各组分质量百分比备料；
将备料投入熔炼炉熔炼直到完全熔化，得到铝液；
对铝液进行合金化处理；
对合金化处理后的铝液取样分析其化学成分，对其化学成分进行调整，使其最终化学成分及各化学成分的质量百分比满足要求；
对调整后的铝液进行精炼；
对精炼后的铝液进行铸造、冷却，得到耐腐蚀铝锭。
为了减少杂质，在对铝液进行合金化处理及铸造前，还分别对铝液进行扒渣处理。
合金化处理过程中往铝液中添加铝钛硼合金。
为了提高Sr变质效果，在精炼过程中所采用的精炼剂为除钙精炼剂。
精炼的参数如下：
精炼温度：720-730℃；
精炼喷粉时间：20-30分钟/次；
氮气压力：0.3-0.7Mpa；
精炼剂使用量：每吨铝液中添加精炼剂3±1Kg。
备料的熔化温度为660-680℃。
实施例二
一种耐腐蚀铝锭，它由混合废铝料经过合金化和精炼后得到，混合废铝料的组分及各组分质量百分比如下：
第一废铝料：35％；
第二废铝料：5％；
第三废铝料：25％；
第四废铝料：1％；
第五废铝料：10％；
第六废铝料：24％；其中，
第一废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：1.5％；Cu：0.6％；Mg：0.1％；Mn：0.3％；Zn：0.5％；Fe：0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第二废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：3.0％；Cu：0.3％；Mg：1.5％；Mn≤1.2％；Zn≤1.5％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第三废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：1.0％；Cu：1.5％；Mg：1.0％；Mn：0.5％；Zn：0.7％；Fe：0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第四废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：1.0％；Cu：0.2％；Mg：6.0％；Mn：0.5％；Zn：0.5％；Fe：0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第五废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：0.8％；Cu：1.0％；Mg：2.0％；Mn：0.2％；Zn：3.0％；Fe：0.6％；其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第六废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：10.0％；Cu：0.1％；Mg：0.3％；Mn：0.3％；Zn：0.1％；Fe：0.3％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％。
该耐腐蚀铝锭的最终化学成分及化学成分的质量百分比如下：
Si：11.0％；Cu：0.3％；Mg：0.8％；Mn：0.4％；Zn：0.25％；Fe：0.8％；Ni：0.1％；Ti：0.1％；Sr：0.03％；其余为铝和不可避免的杂质，总计100％。
制备方法与实施例一相同。
实施例三
一种耐腐蚀铝锭，它由混合废铝料经过合金化和精炼后得到，混合废铝料的组分及各组分质量百分比如下：
第一废铝料：30％；
第二废铝料：7％；
第三废铝料：25％；
第四废铝料：5％；
第五废铝料：10％；
第六废铝料：23％；其中，
第一废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
或Si：1.5％；Cu：0.2％；Mg：0.1％；Mn：0.3％；Zn：0.5％；Fe：0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第二废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
或Si：2.0％；Cu：0.1％；Mg：1.0％；Mn：1.2％；Zn：1.5％；Fe：0.2％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第三废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：1.0％；Cu：0.1％；Mg：1.0％；Mn：0.2％；Zn：0.1％；Fe：0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第四废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：1.0％；Cu：0.2％；Mg：4.0％；Mn≤0.5％；Zn≤0.5％；Fe≤0.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第五废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：0.5％；Cu：1.0％；Mg：2.5％；Mn：0.05％；Zn：4.0％；Fe：0.5％；其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
第六废铝料的化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：9.0％；Cu：0.1％；Mg：0.5％；Mn：0.3％；Zn：0.1％；Fe：0.3％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％。
该耐腐蚀铝锭的最终化学成分及化学成分的质量百分比如下：
Si≤11.5％；Cu：0.4％；Mg≤0.5％；Mn：0.2％；Zn：0.25％；Fe≤0.6％；Ni：0.05％；
Ti：0.1％；Sr：0.05％；Ca：5PPM；其余为铝和不可避免的杂质，总计100％。
制备方法与实施例一相同。
实施例一、实施例二和实施例三中的耐腐蚀铝锭，均通过相关盐雾试验测试，盐雾试验采用国际标准ISO 9223:1992《金属和合金的腐蚀大气腐蚀性分类》，按照本发明中的配方及制备方法所制备的耐腐蚀铝锭，耐腐蚀性明显提高。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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