一種鋁合金超淨化精煉方法
2023-07-12 01:17:26 1
專利名稱：一種鋁合金超淨化精煉方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁合金超淨化精煉方法。
背景技術：
鋁合金熔體淨化技術是基於物理化學原理和相應的工藝措施，除掉液態金屬中的 氣體、夾雜物和有害元素，以便獲得純淨金屬熔體的工藝方法。鋁合金熔體淨化是保證材料 冶金質量的關鍵技術，是學術界和企業界廣泛關注的問題，目前使用的方法是熔劑淨化技 術和惰性氣體淨化技術，熔劑淨化技術是通過向熔化的鋁合金熔體中加入精煉劑，經過攪 拌、靜置，實現去除氫和氧化夾雜物的效果，勞動強度大，環境汙染嚴重；惰性氣體淨化技術 是通過在熔化的鋁合金熔體中通過惰性氣體，經過吹頭旋轉、靜置，去除氫，除氣效果隨環 境影響較大。
發明內容
本發明目的就是克服上述已有技術的不足，提供一種降低鋁合金中的氫、氧化夾 雜、有害合金元素含量的鋁合金超淨化精煉方法。本發明方法利用鋁合金在液態熔渣中通過電流產生的焦爾熱逐層熔化並形成熔 滴落入坩堝底部，熔化層和熔滴的比表面積大，在熔化和下降的過程中與熔渣發生充分的 冶金反應，通過熔渣去除熔化層和液滴中的氫、氧化夾雜和有害合金元素，並利用渣在鋁合 金液表面形成保護層，防止二次汙染，從而實現鋁液的超淨化。淨化效果與熔渣成分、熔煉 速度、熔煉電流等因素有關。本發明方法是(1)將待熔化的兩個鋁合金毛坯安裝到升降機構上，並分別接到熔化電源的正負 極上；(2)將非金屬質坩堝置於鋁合金毛坯正下方，放入熔渣，加熱到工作溫度 630-700°C，使熔渣呈液態；(3)啟動升降機構使鋁合金毛坯下降，使下端部伸入到液態熔渣中，浸沒深度為 IOmm,打開冷卻水；(4)保溫一定時間，等接觸鋁合金毛坯的熔渣重新熔化後，打開熔化電源，電流為 250A-280A,電壓為 8-9V ；(5)升降機構根據電壓值變化自動送料，當電壓值大於9V時，向下送料；當電壓值 小於8V時停止送料；(6)當停止送料時，隨著鋁合金毛坯的不斷熔化，電壓值增加，升降機構自動調節 送料過程；(7)直至送料機構將所有鋁合金毛坯送入熔化坩堝，當送料機構送到最底部，電壓 高於9V時熔化結束，關閉熔化電源；(8)升起升降機構，將坩堝內的熔渣扒出，精煉好的鋁合金液澆錠或直接澆注鑄件。本發明適用於各種鋁合金熔體的淨化，精煉後的鋁合金熔體含氫量、含渣量和有 害元素量明顯降低，實現鑄造用鋁合金熔體的超淨化處理。可直接將處理後的鋁合金熔體 用於連續鑄造、重力澆注和特種鑄造，是一種高質量、低消耗、低汙染、高效率的現代鋁合金 熔體超淨化方法。該方法能夠顯著地降低鋁合金熔體中的氫含量、氧化夾雜含量，控制有害 合金成分，降低鋁合金原料原有的雜質含量。與通常的熔化過程相比，還避免了在熔化過程 中的吸氣和氧化。本發明採用在特定熔渣中通過電流，利用熔渣導電時產生的焦爾熱逐層 熔化鋁合金，一方面隔絕熔化時鋁合金熔體與空氣的接觸，另一方面在熔化過程中使所有 的熔體與熔渣發生充分的冶金反應，達到去除氫、氧化物和有害合金元素的目的。具有熔化 與淨化同時進行，熔化速度高、淨化效果好、環境汙染小的優點。應用熔渣導電產生的焦爾 熱熔化金屬；通過逐層熔化的鋁合金熔體與熔渣充分接觸進行冶金反應；利用熔渣覆蓋在 熔體表面防止熔化時空氣對液態金屬的有害作用；根據熔渣中的電壓自動控制鋁合金毛坯 的下降速度，從而達到自動恆速熔化的效果。
圖1為本發明工作過程示意圖。圖中1.熔化電源，2.控制器，3.支架，4.鋁合金毛坯，5.熔渣，6.鋁合金熔體，7 非金屬坩堝，8.絲槓，9.調速電機，10.水冷電極，11.預熱系統。
具體實施例方式將待熔化的鋁合金毛坯4安裝到水冷電極10上，水冷電極10與熔化電源1的正負 極相連，在非金屬坩堝7中放入熔渣5，通過預熱系統11將坩堝7加熱到工作溫度670°C， 使熔渣呈液態；對於ZLSi7Cu2Mg鋁合金材料，熔化電流為250A，電壓的為8. 5V，熔渣採用 45% KCl+45% MgCl2+10% Na3AlF60控制器2給調速電機9發出啟動信號，調速電機9轉動帶動絲槓8使支架3向下 移動，使鋁合金毛坯下端部伸入到液態熔渣中，浸沒深度為10mm。保溫一定時間，等接觸鋁 合金毛坯的熔渣重新熔化後，打開熔化電源1 ；控制器根據電壓值變化自動送料，當電壓值 大於9V時，向下送料；當電壓值小於8V時停止送料；當停止送料時，隨著鋁合金毛坯的不 斷熔化，電壓值增加，升降機構自動調節送料過程；直至送料機構將所有鋁合金毛坯送入熔 化坩堝，當送料機構送到最底部，電壓高於9V時熔化結束，關閉熔化電源；升起升降機構， 將坩堝內的熔渣扒出，精煉好的鋁合金液澆錠或直接澆注鑄件。應用本發明方法，使鋁合金含氫量機械性能得到較大提高，相關的試驗數據參見 下表
銀合金溶抗拉強度\延伸率(%) 體含氫量 (Mpa)
[0020
權利要求
一種鋁合金超淨化精煉方法，其特徵是(1)將待熔化的兩個鋁合金毛坯安裝到升降機構上，並分別接到熔化電源的正負極上；(2)將非金屬質坩堝置於鋁合金毛坯正下方，放入熔渣，預熱到工作溫度630-700℃，使熔渣呈液態；(3)啟動升降機構使鋁合金毛坯下降，使下端部伸入到液態熔渣中，浸沒深度為10mm，打開冷卻水；(4)保溫一定時間，等接觸鋁合金毛坯的熔渣重新熔化後，打開熔化電源，電流為250A-280A，電壓為8-9V；(5)升降機構根據電壓值變化自動送料，當電壓值大於9V時，向下送料；當電壓值小於8V時停止送料；(6)當停止送料時，隨著鋁合金毛坯的不斷熔化，電壓值增加，升降機構自動調節送料過程；(7)直至送料機構將所有鋁合金毛坯送入熔化坩堝，當送料機構送到最底部，電壓高於9V時熔化結束，關閉熔化電源；(8)升起升降機構，將坩堝內的熔渣扒出，精煉好的鋁合金液澆錠或直接澆注鑄件。
2.如權利要求1所述的鋁合金超淨化精煉方法，其特徵是對於ZLSi7Cu2Mg鋁合金材 料，熔化電流為250A，電壓的為8. 5V，熔渣採用45% KCl+45% MgCl2+10% Na3AlF6。
全文摘要
一種鋁合金超淨化精煉方法，目的是降低鋁合金中的氫、氧化夾雜、有害合金元素含量；本發明將待熔化的兩個鋁合金毛坯安裝到升降機構上，並分別接到熔化電源的正負極上；將非金屬質坩堝置於鋁合金毛坯正下方，放入熔渣，加熱到工作溫度630-700℃，使熔渣呈液態；啟動升降機構使鋁合金毛坯下降，使下端部伸入到液態熔渣中，浸沒深度為10mm，打開冷卻水；保溫一定時間，等接觸鋁合金毛坯的熔渣重新熔化後，打開熔化電源，電流為250A-280A，電壓為8-9V；升降機構根據電壓值變化自動送料，當電壓值大於9V時，向下送料；當電壓值小於8V時停止送料；當停止送料時，隨著鋁合金毛坯的不斷熔化，電壓值增加，升降機構自動調節送料過程；直至送料機構將所有鋁合金毛坯送入熔化坩堝，當送料機構送到最底部，電壓高於9V時熔化結束，關閉熔化電源；升起升降機構，將坩堝內的熔渣扒出，精煉好的鋁合金液澆錠或直接澆注鑄件。
文檔編號C22C21/02GK101886184SQ20101020618
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月23日 優先權日2010年6月23日
發明者侯擊波, 黨驚知, 張文達, 毛紅奎, 高尚忠 申請人:中北大學