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將某些單質做成合金,使其便於加入到合金中,解決燒損,高熔點合金不易熔入等問題同時對原材料影響不大的特種合金叫中間合金。比如將紫銅與A00鋁1:1混合后溶化后形成的合金,相對比較容易放入鋅水中進行混合。
中間合金(intermediate alloy)
鋼、鑄鐵、高溫合金、鈦合金、磁性合金、鋁合金與有色金屬材料等的冶鍊所需要的各種基體合金(master alloy)和添加劑。它不能直接用作金屬材料使用。中間合金是由兩種以上元素組成的,除大量生產的鐵合金外的複合合金。中間合金成分複雜、品種繁多,是根據所冶鍊的金屬材料成分和特殊要求而設計的。它的分類可按基體成分分為鐵基合金、鎳基合金、鋁基合金等,也可以按合金的主元素分類,但常稱之為特種合金,以便和大量生產的鐵合金相區別,如硅特種合金、鈣特種合金、硼特種合金、鉻特種合金等;也可以按用途而稱為複合合金劑、複合脫氧劑、複合精鍊劑、複合添加劑(精鍊劑與合金劑),真空冶鍊用中間合金(冠以「VQ」),孕育劑、球化劑、蠕化劑、晶粒細化劑、變性處理劑等。
用途 使用中間合金的目的有6:
(1)獲得化學成分精確和分佈均勻的金屬材料。如添加金屬材料組分中含量較少的元素,可以提高所添加元素在材料中的分佈均勻程度。如用釩鋁合金添加釩冶鍊Ti—6A1—4V合金。
(2)添加化學活性大、熔點低、易揮發元素。如硼、鈣、鎂等的中間合金。使用中間合金可以減少元素在添加時的燒損,得到穩定的合金成分和較高的元素收得率。
(3)加入高熔點金屬。如鎢、鉬、鈦、鈮、鉻等的中間合金,可使熔化溫度降低,縮短金屬材料的熔煉時間和降低冶鍊溫度。
(4)使用中間合金可以同時加入多種元素,使冶鍊合金的精鍊和合金化同時完成。簡化冶鍊操作和縮短了精鍊時間。
(5)使用純的中間合金,可減少金屬材料中雜質含量。如冠以「VQ」級的中間合金用於真空冶鍊。
(6)降低金屬材料的生產費用。對中間合金的要求是熔點儘可能低;化學成分均勻,偏析小;無可見非金屬夾雜;氣體含量低;雜質含量必須滿足所冶鍊金屬材料的要求;易破碎和在空氣中存放不變質。
生產方法主要有4種:
(1)熔化合成法,中間合金的成分複雜,成分範圍要求狹窄,組成元素的物理化學性質差別懸殊,所以熔化合成法是生產中間合金的重要方法。所用原料有純金屬如鋁、鎂、硅、錳、鎳及各種難熔合金元素,各種中間合金(大多為二元合金)和鐵合金,以及一些可回收利用的廢金屬材料。熔化設備多為感應爐,也可用電弧爐及其他熔化設備。首先將所煉製的合金中含量最大的、熔點較低的金屬熔化。然後將熔點較高的及含量較少的元素加入,溶解而製成合金。熔煉中間合金時,需要添加少量熔劑保護,以免氣體進入合金,還可去除部分雜質。熔化后要充分攪拌,使成分均勻后鑄錠。有些高質量的中間合金需要在真空中或保護氣氛下熔煉和澆鑄。
(2)電硅熱法。主要用於生產硅系中間合金。如複合脫氧劑,複合合金劑與變性劑等。(見電硅熱法)。
(3)鋁熱法(或電鋁熱法)。
(4)熔鹽電解法。用於生產化學活性較活潑元素的中間合金,如稀土鐵合金、稀土鋁合金等。
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