一種採用再生鋁生產泡沫鋁的工藝方法
2023-09-14 10:17:15 2
一種採用再生鋁生產泡沫鋁的工藝方法
【專利摘要】本發明專利公開了一種採用再生鋁生產泡沫鋁的工藝方法，其主要技術方案為使用特定成分的回收鋁，添加一定成分的純鋁、矽、鎂等成分，合成所需要的配比，然後直接重熔，並對鋁液進行除鐵處理。對處理好的鋁液加入發泡劑、增粘劑等，採用熔體發泡法生產泡沫鋁材料。本發明方法利用了回收鋁中自身所含合金成分，同時去除了有害的鐵元素，降低了原料成本。同時將再生鋁液直接生產泡沫鋁，為我國已經過剩的鋁產能提供了新的出路。
【專利說明】 一種採用再生鋁生產泡沬鋁的工藝方法
[0001]【技術領域】:
本發明涉及一種採用再生鋁生產泡沫鋁的工藝方法，屬材料加工【技術領域】。
[0002]【背景技術】:
泡沫鋁是在純鋁或鋁合金中加入添加劑後，經過發泡工藝而成，同時兼有金屬和氣泡特徵。它具有密度小、高吸收衝擊能力強、耐高溫、防火性能強、抗腐蝕、隔音降噪、導熱率低、電磁屏蔽性高、耐候性強等特點，在航天艦船、汽車防撞、道路隔音、建築防火等領域得到了應用。泡沫鋁的吸能具有良好的速率應變特性，即，應變速率越大，單位體積泡沫鋁所能吸收的能量就越大，最高可達8?30了八！113。泡沫鋁的這種性能，使其成為最理想的吸能、防撞和防爆材料。目前，奔馳、寶馬和本田等汽車大廠已經在汽車防撞梁、八柱、8柱等處使用泡沫鋁材料，用於車體的防撞吸能。韓國今年派出的國際維和部隊，其兵營所用材料也是泡沫鋁，用於防止流彈和冷槍等。我國近期新疆維和行動中，也為部隊配備了泡沫鋁兵營，並為運兵車配備了泡沫鋁防護板。
[0003]鋁是一種可循環利用的資源，目前再生鋁佔世界原鋁年產量的1/3以上。再生鋁與原鋁性能相同，可用再生鋁錠重熔、精煉和淨化，經調整化學成分製成各種鑄造鋁合金和變形鋁合金，進而加工成鋁鑄件或塑性加工鋁材。我國是鋁產量的大國，但是和其他的發達國家相比，整個行業結構是不合理的，再生鋁產業規模發展落後。發展再生鋁產業可以解決我國鋁行業的危機，符合當今世界鋁行業發展的趨勢，符合我國可持續發展和科學發展觀相關政策的需要，因此我國鋁行業結構亟待加大再生鋁產業的發展比例。隨著國內鋁消費量的增大，國內再生鋁原料的儲存量逐年擴大，截止2009年，我國已使用鋁大約在9000萬噸左右，這無疑將是我們今後的再生鋁資源。我國再生鋁原料來源分為:國內回收舊廢料、國內回收新廢料和進口廢料。2009年我國再生鋁原料結構比例為內新廢料佔19%，內舊廢料佔21%，進口廢料佔60%。這說明我國再生鋁原料結構需要改變，應該充分利用國內舊鋁廢料。每生產一噸電解鋁需要消耗5噸以上的鋁土礦，530-5501?陽極糊，破環植被1.314平方米。電解鋁生產過程需要消耗多種生產資源，隨著資源的日益緊張，壞境治理等附加成本的不斷提高，再生鋁的生產優勢日漸凸顯。再生鋁實際生產能耗相當於製取電解鋁能耗的3%-5%，其對能源類型的需求較為綜合，擺託了鋁業「價隨電漲」的依賴，將再生鋁產業作為主導產業更加有利於鋁業市場的健康穩定和長期發展。據《中國再生鋁行業產銷需求與投資預測分析報告前瞻》數據顯示，2005年，我國再生鋁產量約60萬噸，僅次於美國，位居世界第二位，佔全球產量的21.82%； 2006年，我國再生鋁產量74.5萬噸，成為全球最大的再生鋁生產國，佔全球產量的21.92%。2010年，我國再生鋁產量達到400萬噸，同比增長29%。隨著我國壓鑄件、鋁型材、汽車、家電等行業的不斷發展，對再生鋁的需求將會不斷增長，再生鋁行業發展前景廣闊。發達國家對於再生鋁的使用都十分重視，日本的再生鋁佔原鋁的比例達到了 9 5 %，美國也有5 2 %以上，德國佔5 4 %以上，而我國目前只有2 0 %左右，從使用比例上來看，我國的再生鋁比例遠遠落後於世界發達國家，有很大的發展空間。
[0004]採用再生鋁生產泡沫鋁存在成分不確定、工藝參數變動等問題。尤其是再生鋁合金中鐵含量過高的問題。這主要是由於隨鐵含量增加，在金相組織中會形成本身硬度很高的針、片狀脆性鐵相，它的存在割裂了鋁合金的基體，降低了合金的力學性能，尤其是韌性，並且使零件機械加工難度增加，刀、刃具磨損嚴重，尺寸穩定性差等等，但是，低品質鋁合金錠中鐵含量本身就高，隨著合金爐料的回用，生產中鐵質坩堝、工具、置預件等的使用使合金增鐵在所難免。因此，目前，我國泡沫鋁生產均採用原生鋁。
[0005]
【發明內容】
:
本發明為一種採用再生鋁生產泡沫鋁的工藝方法，其技術方案為使用特定成分的回收鋁，添加一定成分的純鋁、矽、鎂等成分，合成所需要的配比，然後直接重熔，並對鋁液進行除鐵處理。對處理好的鋁液加入發泡劑、增粘劑等，採用熔體發泡法生產泡沫鋁材料。。
[0006]所用回收鋁材料為成分較穩定的某種特定回收鋁，如回收輪轂、回收鋁合金門窗、回收鋁鑄件等。
[0007]對回收鋁根據需要，添加一定成分的純鋁、矽、鎂等成分，合成所需要的配比，然後採用電磁吸附法、固溶體沉降法等方法對鋁液進行除鐵處理。處理後對鋁試樣進行光譜測試，確保鋁合金中鐵含量降至0.4%以內。
[0008]泡沫鋁生產方法為熔體發泡法，所生產泡沫鋁，其孔隙率為60?90%，密度為0.3?1 X 103 4/1113，抗壓強度為16?24腿熱膨脹係數為(14?19) X 10—6廣0，吸能率8?30:/
[0009]
有益效果:
本發明方法利用了回收鋁中自身所含合金成分，同時去除了有害的鐵元素，使得泡沫鋁生產可以採用回收鋁作為原料，降低了原料成本。同時將再生鋁液直接生產泡沫鋁，為我國已經過剩的鋁產能提供了新的出路。
[0010]
【具體實施方式】:
為更好地說明本發明，便於理解本發明的技術方案，本發明的典型但非限制性的實施例如下。
[0011]採用回收汽車輪轂(成分為美國標準八356鋁)作為原料，重熔生成八356鋁合金熔液。由於鋁重熔後會損失部分成分，因此加入5%純鋁、1%鎂條用於調整成分，同時加入
0.05%稀土材料做變質處理，改善鋁合金性能。
[0012]配料重熔後，首先採用電磁吸附法去除鋁溶液中可能的鐵螺釘、鐵屑、鐵渣、氧化鐵等成分，攪拌時間10分鐘。然後加入0.05%碳化硼做化學除鐵處理。最後通氮氣做精煉處理，通氮氣時間5分鐘。
[0013]對於處理好的鋁液，澆鑄實驗樣品，送光譜檢測儀測量鋁液成分。
[0014]將鋁液導入發泡池，對鋁液加入增粘劑、發泡劑等，進行發泡處理。發泡溫度750° 0,攪拌速度1000轉/分，攪拌時間3分鐘，保溫時間5分鐘。保溫完畢之後做冷卻處理。
[0015]所生產泡沫鋁產品，其孔隙率為80%，密度為0.6父103 抗壓強度為20即3。
[0016] 申請人:聲明，以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種採用再生鋁生產泡沫鋁的工藝方法，其技術方案為:使用特定成分的回收鋁，添加一定成分的純鋁、矽、鎂等成分，合成所需要的配比，然後直接重熔，並對鋁液進行除鐵處理，對處理好的鋁液加入發泡劑、增粘劑等，採用熔體發泡法生產泡沫鋁材料。
2.根據權利I所述的採用再生鋁生產泡沫鋁的工藝方法，其特徵在於:所用回收鋁材料為成分較穩定的某種特定回收鋁，如回收輪轂、回收鋁合金門窗、回收鋁鑄件等。
3.根據權利2所述的採用再生鋁生產泡沫鋁的工藝方法，其特徵在於:對回收鋁根據需要，添加一定成分的純鋁、矽、鎂等成分，合成所需要的配比，然後採用電磁吸附法、固溶體沉降法等方法對鋁液進行除鐵處理，處理後對鋁試樣進行光譜測試，確保鋁合金中鐵含量降至0.4%以內。
4.根據權利I所述的採用再生鋁生產泡沫鋁的工藝方法，其特徵在於:泡沫鋁生產方法為熔體發泡法，所生產泡沫鋁，其孔隙率為6(Γ90%，密度為0.3^1 X 13 kg/m3,抗壓強度為16?24MPa，熱膨脹係數為(14?19) ΧΙΟ—6/。C，吸能率8?30J/cm3。
【文檔編號】C22C1/08GK104451231SQ201410668542
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】聶剛, 謝峰, 龍海敏 申請人:界首市一鳴新材料科技有限公司