注意:只能用无水氯化铜;七水氯化铜不能直接入炉,遇高温水解生成LaOCI(氯氧化铜),造成气孔、夹杂、性能劣化。
关键指标:水分<0.5%,氧氯化物杂质越低越好,极易潮解,全程隔绝水汽、空气,氩气保护加料。
两种使用路线
路线1:熔盐电解制备金属锏/稀土中间合金(工业主流)
无水氯化铜配碱金属氯化物作为熔盐电解质,不是直接撒进钢水铝水,先产出金属铺或中间合金,再以中间合金形式加入熔体做改性添加
剂。
1.制取金属锏
熔盐体系:LaCl.LiCl-KC,电解温度880-930°C;La”阴极还原得到液态金属镯;金属铺再用于储氢合金、高温合金、有色合金添加
剂。
2.直接电解制备中间合金(短流程)
Mg-La 中间合金:熔盐LaCl3+NaC-KCl,温度680-750°C,液态镁做阴极,原位生成Mg-La(La15-30%),用于镁合金冶炼添加
剂,稀土收率>90%。
Al-La中间合金:750-900°C,液态铝阴极,产出Al-La10-25%,用于铸造铝、航空铝变质细化剂,电流效率>85%。
路线2:直接向真空熔炼熔体添加无水氯化镧(实验室/特种合金,VIM真空感应炉)
适用:镍基、铁基高温合金、镁合金;常压空气炉不推荐,极易吸潮水解,烟气大。
反应原理:基体活泼金属还原LaCI,释放镧进入合金,氯化物以气态氯化物被真空抽走。
2LaCl3 +3M=2[La]+3MCl2 (M = Mg、 Al、 Ni、 Fe)在冶炼熔体中的冶金作用(作为稀土源)
1.熔体净化(脱氧、脱硫)
La对O、S亲和力极强,生成高熔点La2O3、La2S3,上浮进入炉渣除去;晶界低熔点硫化物相,抑制热裂纹,降低氧硫杂质水
2.晶粒细化、减轻偏析
凝固时稀土富集固-液界面,阻碍枝晶长大,晶粒细化;晶界析出稀土氧化物弥散相,钉扎晶界,提升高温抗蠕变性能。
3.改善高温抗氧化、热腐蚀
促进合金表面生成致密、附着力强的氧化膜,生成复合稀士铝酸盐、铬酸盐,降低氧化膜剥落倾向,用于镍基高温合金、耐热钢。
4.有色合金(镁铝)变质改性
镁合金:把粗大网状Mg17Al12相转变细小弥散相,提升强度、塑性;
铝合金:变质共晶硅相,降低针孔缺陷,提升导电率与耐蚀性。
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