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AlMnSi系列锰合金制备技术研究

张秀丽  
【摘要】: 锰产业是重庆市城口县的支柱产业,但随着社会的发展,该县的中小型企业生产的高能耗的低端粗级产品越来越缺乏市场竞争力,因此研发具有市场竞争力的高附加值锰合金系列新产品已迫在眉睫。 本课题的目标是研发以锰为基,Al含量分别在12~18%、30~40%,钛含量不小于3%,钒含量不小于2%的高附加值锰合金系列新产品,针对锰、硅、铝、钛、钒等元素熔点、密度差别大、固溶度低、烧损率高、收得率低、组织结构调控困难等,重点解决合金粉化,成分偏析、制备困难等技术难题。在总结国内外相关文献的基础上,结合本课题组前期实验,发现通过熔炼设备选取、熔炼及浇铸工艺控制、存放方式选择等方面可有效解决上述问题。 实验在单相中频感应炉(功率5000w,频率1000Hz,容量10Kg)中完成,通过实验得出以下结论:(1)采取“先加少量废铝→再加其它原料→再添加剩余废铝”的加料方式可提高铝的收得率,同时缩短熔炼时间。(2)将温度控制在1500~1700℃;升温速度控制在130~150℃/min;以硅锰合金为主要原料,熔炼时间控制在15~17min,而以混合矿为主要原料,熔炼时间控制在20~25min的效果较为理想。(3)碱度控制方面:在以硅锰合金为主要原料的熔炼实验中,碱度控制在3~4可有效降低合金中的磷含量;在以混合矿为主要原料的熔炼实验中,碱度控制在0.6~0.8之间可使锰、硅综合收得率较高。(4)本实验选用的具有一定精炼能力的、在KCl和NaCl中加入冰晶石而组成的粉状覆盖剂,使得合金元素的烧损降低,合金铸块中氧化物夹杂及气体导致的气孔较少。(5)浇铸时选用传热较快的扁平型铜铸模,在反应完全后大约2min开始浇铸,浇铸时保持外浇口充满,保持合金液流动平稳、不断流,获得了成分比较均匀的合金块。(6)干燥、密封的环境可使合金的保存时间延长。 本实验所炼合金经过成分分析、金相检测以及存放期的观察,发现合金成分比较均匀,结构比较致密,存放期较长,基本达到了预期目标。


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