【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金精炼净化，涉及铝合金的精炼净化及合金中钛等成分的控制，具体涉及一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺。
技术介绍
1、铝硅合金因其轻质高强、耐腐蚀、导电导热等特性，广泛应用于航空航天、汽车、电子、新能源、建筑、运动器材和化工等多个领域。在铝硅合金的制备过程中，钛元素的存在是一个需要重视的问题。由于原材料中可能含有的二氧化钛或其他钛化合物，熔盐电共析法生产铝硅合金的过程中，铝硅合金容易吸收钛元素，导致钛含量过高。铝硅合金钛元素的过量存在会对其性能产生显著的负面影响，例如降低合金的机械性能、耐腐蚀性能、铸造性能、加工性能、导电性能及导热性能等。因此，优化铝硅合金的成分，降低铸锭中的钛元素，对于铝硅合金的应用具有重要意义。
2、为了降低铝硅合金中的钛含量，研究者们进行了大量的探索和实验。abdulkhaliq等(metallurgical and materials transactions b，2021，52:3130-3141)公开了引入铝硼合金将铝熔体中钛元素转化为硼化物颗粒，并通过重力沉降从铝熔体中分离出来。铝合金中直接添加铝硼合金或含硼化合物，使其中的硼元素与合金中的含钛化合物发生反应，生成二硼化钛相，并利用二硼化钛相密度高于铝合金熔体的特点，进行沉积去除。但沉积去除的方法在铝合金的生产中不易操作，大量含钛相聚集和偏析在熔池底部，不易与上部熔体分离，使产品中的钛杂质不易稳定控制。
3、传统的熔炼精炼方法虽然可以在一定程度上降低钛含量，但效果并不理想，且可能引入其他杂质元素。因此，开发一种高效、
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，以解决上述传统的熔炼精炼方法无法较为理想地去除铝硅合金中的钛元素且可能引入其他元素的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，包括以下步骤：
4、(1)将待除钛铝硅合金加热至熔化均匀得到熔体，熔体采用惰性气体喷吹第一熔剂，进行第一步熔剂喷吹工序；
5、第一熔剂按重量百分数包括以下组分：
6、7～11％氯化钠、9～14％氯化钾、7～11％氟化钾、8～12％氟化铝、30～50％氟硼酸钾、8～16％碳酸钠、3～14％氟化钙；
7、(2)第一熔剂喷吹完毕后，对熔体进行搅拌，保温静置；
8、(3)保温静置后得到的熔体采用惰性气体喷吹第二熔剂，进行第二步熔剂喷吹工序；
9、第二熔剂按重量百分数包括以下组分：
10、20～26％氯化钠、26～34％氯化钾、9～13％氟化钾、6～10％钾冰晶石、12～16％氧化硼、13～15％碳酸钠；
11、(4)第二熔剂喷吹完毕后，扒去熔体表面的熔剂浮渣，得到铝硅合金熔体；
12、(5)将得到的铝硅合金熔体进行控温静置，搅拌、过滤和铸造后，得到除钛后纯净的铝硅合金。
13、目前，由于制备铝硅合金的原料中就存在一定含量的钛元素，导致铝硅合金产品中的钛含量增加，对铝硅合金的性能产生一系列不利影响。现有技术中通过加入铝硼合金并加热熔融，沉淀去除钛元素的方式，由于大量含钛相聚集和偏析在熔池底部，不易与上部熔体分离，使产品中的钛杂质不易稳定控制。例如，专利技术专利202310088205.9公开了一种调整铝硅合金熔体中钛元素含量的方法，在铝硅合金液中加入铝硼中间合金、氟硼酸钾或硼砂等含硼化合物，并进行熔炼，熔炼结束后加入精炼剂和精炼气体进行精炼，精炼后进行扒渣，从而进行降钛。以上技术中添加含硼化合物后再进行精炼，硼化后的含钛相易发生沉积，而普通精炼剂对含钛相的吸附作用有限。本专利技术针对上述问题，提出采用两次熔剂喷吹的方法，首先，第一种熔剂喷吹加入含硼熔盐，与混合的熔剂提高硼元素收得率，促进其与含钛相反应。充分完成硼化反应后，第二种熔剂喷吹起到对反应生成的二硼化钛颗粒的吸附作用，吸附杂质后的熔剂上浮进入渣层，在随后的扒渣操作中去除。
14、本专利技术针对性地对第一熔剂和第二熔剂的成分和含量进行了特定设计，提高了铝硅合金中钛元素的去除率。分析原因：第一熔剂中的特定成分如氯化钠、氯化钾、氟化钾、氟化铝、氟硼酸钾等，能够与铝硅合金中的钛元素发生选择性反应，生成易分离的化合物，特别是通过硼化反应形成tib2，这种选择性有助于减少对其他有用元素的影响，专注于钛的去除。第一熔剂中氟硼酸钾的存在促进了含钛相的硼化反应，提高了硼元素的收得率，从而加速了钛元素向tib2的转化过程。这不仅加快了反应速率，也增加了钛元素的去除效率。第二熔剂中的成分如氧化硼、碳酸钠等，能够与第一熔剂反应后形成的tib2颗粒相互作用，形成较大的颗粒或团聚体，更容易从熔体中分离出来，形成浮渣，从而有效地将钛元素从合金中去除。本专利技术利用特定的化学反应和物理分离手段，能够有效地去除铝硅合金熔体中的钛元素，降低钛含量至理想范围。
15、优选的，步骤(1)中，待除钛铝硅合金中钛含量为0.1～0.8％，硅含量为2.5～20％。
16、优选的，步骤(1)中，加热温度为690～860℃，惰性气体为氩气或氮气中的一种。
17、优选的，步骤(1)中，第一熔剂的制备过程为：
18、将氯化钠、氯化钾、氟化钾、氟化铝混合，在800～850℃熔炼，随后浇铸成块体，再破碎制成颗粒状，之后与氟硼酸钾、碳酸钠、氟化钙颗粒混合，然后进行研磨和筛分，烘干后得到第一熔剂，第一熔剂的颗粒粒径为0.15～2mm。
19、还需要说明的是，本专利技术第一熔剂的制备过程中将氯化钠、氯化钾、氟化钾、氟化铝混合，然后熔炼、浇铸的步骤，也可以替换为直接将氯化钠、氯化钾、氟化钾、氟化铝的熔盐直接在混粉机中混合。
20、优选的，步骤(1)中，第一熔剂的喷吹量为待除钛铝硅合金熔体重量的1～8％。
21、优选的，步骤(2)中，搅拌时间为5～15min，保温温度为690～860℃，保温时间为1～20min。
22、优选的，步骤(3)中，第二熔剂的制备过程为：
23、将氯化钠、氯化钾、氟化钾、钾冰晶石混合，在800～850℃熔炼，随后浇铸成块体，再破碎制成颗粒状，之后与氧化硼、碳酸钠颗粒混合，然后进行研磨和筛分，烘干后得到第二熔剂，第二熔剂的颗粒粒径为0.15～2mm。
24、还需要说明的是，本专利技术第二熔剂的制备过程中将氯化钠、氯化钾、氟化钾、钾冰晶石混合，然后熔炼、浇铸的步骤，也可以替换为直接将氯化钠、氯化钾、氟化钾、钾冰晶石的熔盐直接在混粉机中混合。
25、优选的，步骤(3)中，第二熔剂的喷吹量为待除钛铝硅合金熔体重量的0.2～5％。
26、优选的第一熔剂中氯化钠的重量百分数与第二熔剂中氯化钠重量百分数的比值为0.33～0.43；
27、第一熔剂中氯化钾的重量百分数与第二熔剂中氯化钾重量百分数的比值为0.34～0.42；
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1.一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，步骤(1)中，待除钛铝硅合金中钛含量为0.1～0.8％，硅含量为2.5～20％。
3.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，步骤(1)中，加热温度为690～860℃，惰性气体为氩气或氮气中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，步骤(1)中，第一熔剂的制备过程为：
5.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，步骤(1)中，第一熔剂的喷吹量为待除钛铝硅合金熔体重量的1～8％。
6.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，步骤(2)中，搅拌时间为5～15min，保温温度为690～860℃，保温时间为1～20min。
7.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，步骤(3)中，第二熔剂的制备过程为：
8.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其
9.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，第一熔剂中氯化钠的重量百分数与第二熔剂中氯化钠重量百分数的比值为0.33～0.43；
10.根据权利要求5或8任一项所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，第一熔剂的喷吹量和第二熔剂喷吹量的比值为1.3～3。
...【技术特征摘要】
1.一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，步骤(1)中，待除钛铝硅合金中钛含量为0.1～0.8％，硅含量为2.5～20％。
3.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，步骤(1)中，加热温度为690～860℃，惰性气体为氩气或氮气中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，步骤(1)中，第一熔剂的制备过程为：
5.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化除钛工艺，其特征在于，步骤(1)中，第一熔剂的喷吹量为待除钛铝硅合金熔体重量的1～8％。
6.根据权利要求1所述的一种铝硅合金熔剂净化...
【专利技术属性】
技术研发人员：高培君，张林，高翔，邢亚飞，高鹏德，李海军，贾文光，周文利，李国梁，刘思敏，梁津硕，
申请(专利权)人：内蒙古蒙泰集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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